KR20120119008A

KR20120119008A - 사이클론 전해조를 이용한 금의 회수방법

Info

Publication number: KR20120119008A
Application number: KR1020110036716A
Authority: KR
Inventors: 김수경; 손정수; 양동효; 강진구; 지세정
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2012-10-30
Also published as: KR101274476B1

Abstract

본 발명은 사이클론 전해조를 이용하여 금을 회수하는 방법에 관한 것으로, 봉형태의 양극과, 상기 양극을 감싸고 있는 원통형의 음극을 포함하며, 상기 음극에 형성된 투입구를 통해 상기 양극과 상기 음극 사이에 전해대상액을 공급하는 사이클론 전해조를 마련하는 단계와; 금 정광으로부터 금 침출액을 얻는 단계와; 상기 금 침출액을 상기 사이클론 전해조에 공급하면서 금을 전해채취하는 단계를 포함한다.

Description

사이클론 전해조를 이용한 금의 회수방법{Method for recovering gold using cyclone electrolytic cell}

본 발명은 사이클론 전해조를 이용한 금의 회수방법에 관한 것이다.

광산에서 얻은 금 및 은을 포함하는 광석으로부터 비중 및 부유선광법 등을 통해 귀금속 함량이 높은 정광을 얻는다. 귀금속을 포함하는 정광의 제련기술로는 청화소다에 의한 침출법이 많이 사용되고 있다.

청화소다 법에서는 금의 경우, 청화금 복합체 이온으로 용해시켜 이를 다시 아연말 등으로 침전 회수하게 된다.

그런데 청화소다법에서는 오염물질이 많이 배출되어, 친환경적인 회수과정 개발이 필요하다.

한편, 추출액으로부터 귀금속을 회수하는 방법으로는 전기분해법이 있으나 시간이 오래 걸리거나 공간을 많이 차지하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 사이클론 전해조를 이용하여 금을 효과적으로 회수하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 봉형태의 양극과, 상기 양극을 감싸고 있는 원통형의 음극을 포함하며, 상기 음극에 형성된 투입구를 통해 상기 양극과 상기 음극 사이에 전해대상액을 공급하는 사이클론 전해조를 마련하는 단계와; 금 정광으로부터 금 침출액을 얻는 단계와; 상기 금 침출액을 상기 사이클론 전해조에 공급하면서 금을 전해채취하는 단계를 포함하는 방법에 의해 달성된다.

상기 양극은 흑연으로 이루어져 있으며 다수의 홀이 형성되어 있을 수 있다.

상기 음극은 타이타늄으로 이루어질 수 있다.

상기 금 침출액 공급시 침출액의 유속은 1.0m/s 내지 5.0m/s일 수 있다.

상기 전해채취단계에서 인가전압은 1.75V 내지 2.5V일 수 있다.

상기 침출액의 금 농도는 2.0g/L이하일 수 있다.

상기 금 침출액을 얻는 단계는, 톤당 200kg이하의 금과 톤당 2000kg이하의 은을 포함하는 정광의 분말을 마련하는 단계와; 상기 정광의 분말을 티오설페이트계 침출제를 이용하여 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 티오설페이트계 침출제는 암모니움티오설페이트를 포함하고, 보조제로 Cu++를 더 사용하며, 상기 암모니움티오설페이트의 농도는 0.45M 내지 0.8M, 상기 Cu++의 농도는 0.05M 내지 0.1M, 침출시간은 2.5시간 내지 5시간, pH는 8.5 내지 10.5, 고액비는 1/2.5 내지 1/4, 온도는 50℃ 내지 80℃일 수 있다.

본 발명에 따르면, 사이클론 전해조를 이용하여 금을 효과적으로 회수하는 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실험예에 사용된 정광분말의 입도분포를 나타낸 그림이고,
도 2는 본 발명의 실험예에 사용된 침출 실험장치를 나타낸 그림이고,
도 3은 본 발명의 실험예에 사용된 음극의 사진이고,
도 4는 본 발명의 실험예에 사용된 양극의 사진이고,
도 5는 본 발명의 실험예에 사용된 사이클론 전해조의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 실험예에 사용된 사이클론 전해조에서 전해질의 흐름을 모식적으로 나타낸 그림이고,
도 7은 전해질 유속 변화에 따른 금 회수율 변화를 나타낸 그림이고,
도 8은 인가전압 변화에 따른 금 회수율 변화를 나타낸 그림이고,
도 9는 인가전압 변화에 따른 전류효율 변화를 나타낸 그림이고,
도 10은 pH 변화에 따른 금 회수율 변화를 나타낸 그림이다.

본 발명에서는 금 및/또는 은을 포함하는 정광으로부터 금 및/또는 은을 추출한 후, 사이클론 전해조에 금 추출액(전해액)을 공급하여 금을 회수한다.

금 추출액 마련

금 추출액은 정광분말을 티오설페이트계 침출제를 사용하여 얻는다.

정광 분말은 금을 200g/톤 이하로 포함하고 은은 2000g/톤 이하로 포함할 수 있다. 정광분말의 평균입도는, 이에 한정되지는 않으나, 20㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 평균입도가 20㎛보다 작으면 입도를 작게 하기 위해 공정이 복잡해지고 시간이 많이 소요될 수 있다. 반면 100㎛이상이면 침출제와의 접촉면적이 줄어 침출효율이 감소한다.

침출시간은 2.5시간 내지 5시간일 수 있다. 침출시간이 2.5시간보다 적으면 95%침출을 얻을 수 없으며, 5시간 이상이면 침출율의 향상없이 공정효율이 낮아진다.

본 발명에서는 침출제로 티오설페이트계를 사용한다. 전통적인 시안화 프로세스와 비교하여 티오설페이트계 침출제는 낮은 독성, 낮은 화학약품 비용, 빠른 침출률, 특히 불용성 광석이나 탄소물질 함유광석에도 적용할 수 있는 장점이 있다.

티오설페이트계 침출제 중에서도 암모니아티오설페이트(ATS)를 사용할 수 있다. 침출제의 농도는 0.45M 내지 0.8M일 수 있다. 0.45M보다 낮으면 95%의 침출율을 달성하기 어려우며, 0.8M보다 높으면 침출율의 의미있는 향상이 없이 케미컬 사용량만 증가된다.

반응 촉매제(보조제)로는 Cu++를 사용한다. Cu++의 농도는 0.05M 내지 0.1M일 수 있다. 0.05M보다 낮으면 95%의 침출율을 달성하기 어려우며, 0.8M보다 높으면 침출율의 의미있는 향상이 없이 케미컬 사용량만 증가된다. 티오설페이트계 침출제와 Cu++를 사용할 경우 금의 침출 반응식은 아래와 같다.

Au(s) + Cu ²⁺ + 4S₂O₃ ² ⁺ → Au(S₂O₃)₂ ^3- + Cu(S₂O₃)₂ ^3-

구리와 암모니아는 금을 산화시켜 금이 티오설페이트에 쉽게 용해되도록 한다.

침출액의 고액비는 1/2.5 내지 1/4일 수 있다. 고액비가 1/2.5보다 크면, 즉 고체농도가 높으면 용존산소가 감소하여 침출효율이 감소한다. 고체농도가 낮아지면 용존산소가 증가하여 침출효율이 향상되지만, 고액비가 1/4보다 작아지면 더 이상의 침출효율 향상없이 정광처리 효율이 감소하게 된다.

침출용액의 온도는 50℃ 내지 80℃일 수 있다. 온도가 50℃보다 낮으면 침출효율이 감소하고 80℃이상이면 투입한 케미컬의 성능이 저하된다.

침출용액의 pH는 8.5 내지 10.5일 수 있다. pH가 8.5보다 작으면 침출효율이 감소하고 pH가 10.5보다 높으면 pH상승을 위해 많은 케미컬을 사용해야 하는 문제가 있다.

사이클론 전해조를 이용한 금 회수

사이클론 전해조에는 양극과 양극을 감싸고 있는 음극이 마련되어 있다. 양극과 음극 사이에 추출액(전해액)을 공급하면서, 인가전압을 가하여 추출액 내의 금이 음극 표면에 전착시킨다. 금이 전착되면서 추출액 중의 금 농도는 감소한다.

양극은 봉형태로 흑연으로 만들어질 수 있으며, 양극 표면에서 반응속도가 제한되는 것을 방지하기 위해 작은 구멍이 다수 형성될 수 있다.

음극은 타이타늄으로 만들어질 수 있으며, 양극을 감싸도록 원통형일 수 있다. 원통형 음극에는 투입구가 형성되어 있으며, 추출액은 투입구를 통해 양극과 음극 사이의 공간으로 공급된다.

본 발명에 따르면 농도가 낮은 금 추출액, 예를 들어 2.0g/L이하의 금 농도를 가진 추출액에서도 효과적으로 금을 전해채취할 수 있다.

사이클론 전해조를 이용한 전해채취 시에는 유속이 중요한 변수가 된다. 전해채취 시 추출액의 공급유속은 1.0m/s 내지 5.0m/s일 수 있다. 공급유속이 1.0m/s보다 작으면 사이클론 전해조 내에 난류가 형성되지 않아 금 이온의 확산(물질이동, mass transfer)이 제한되어 음극 표면에서의 환원이 원활히 이루어지지 않는다. 공급유속이 5.0m/s이상이면 더 이상의 환원효율 향상없이 공정효율이 낮아지게 된다.

전해채취 시 인가전압은 1.75V 내지 2.5V일 수 있다. 인가전압이 1.75V보다 작으면 금의 환원반응에 필요한 과전압을 제공받지 못하고, 인가전압이 2.5V보다 높으면 수소발생반응과 같은 부반응이 동시에 진행되어 전류효율에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

이상과 같은 사이클론 전해조를 이용한 전해채취법을 이용하면 단시간 내에 저농도 금 함유 용액으로부터 금을 회수할 수 있으며, 사이클론 전해조 설비는 그 부피가 작기 때문에 적은 공간만으로 효율적인 금 회수가 가능하다.

[실시예]

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니라는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

침출액의 마련

금 침출실험에 사용한 시료는 국내 대표적 천열수 광상인 전남 해남에 위치한 순신광산에서 비중 및 부유선광법으로 생산한 정광분말로 Au 162.4 g/t, Ag 1,280 g/t 그 외에 Fe, S가 다량 함유되어 있다. [표 1]에 정광의 분석결과를 나타내었다.

도 1과 같이 시료의 평균입도는 45㎛ 이었다.

금, 은 정광의 분석결과

성분	Au	Ag	As	Al	Si	Cu	Pb	Zn	Fe	S
함량	162.4 (g/t)	1280 (g/t)	0.03 (%)	0.68 (%)	7.16 (%)	0.77 (%)	0.36 (%)	0.71 (%)	36.3 (%)	42.9 (%)

금, 은 정광분말의 침출실험에 사용한 침출장치를 도 2에 나타내었다. 침출조(B)는 용량이 500㎖이며 재질이 파이렉스인 원통형이다. 침출조(B)는 항온조(C) 중앙에 설치되어 있으며 반응용액의 온도조절은 항온조에 부착되어 있는 자동 온도조절기와 항온 순환장치(E)에 의하여 조절하였고 별도로 부착된 온도계(D)에 의하여 실제온도를 확인하였다. 슬러리의 교반은 교반기(A)에 연결되었으며 테프론판으로 가공한 패들을 사용하였다.

침출실험은 침출조에 고-액 비가 일정한 광액을 넣고 온도조절 장치를 작동하여 침출조 내의 온도가 목적하는 온도에 도달하면 소정농도의 침출제로 ATS, 촉매제로 Cu⁺⁺, pH 조절제로 가성소다 용액을 넣었다. 이후 일정한 속도로 교반하면서 금, 은의 침출실험을 실시하였으며 일정시간별로 광액을 채취하여 여과한 침출용액을 ICP로 분석하여 금과 은의 침출율(추출율)을 조사하였다

금, 은 정광의 최적 침출시간을 결정하기 위하여 (NH₄)₂S₂O₃ 농도 0.5M, Cu⁺⁺ 농도 0.05M, S/L 비율 1/3, pH 9.5, 침출온도 60℃에서 침출시간을 1시간에서 3시간 까지 증가시키면서 침출시간 변화에 대한 Au, Ag의 침출율을 측정하였다. 초기 침출시간 60분에서의 Au, Ag의 침출율은 43%, 50%이었으며 침출시간 180분 이상에서는 Au, Ag가 완전히 침출되어 최대치를 나타내었다.

금, 은 정광의 침출제로 사용한 ATS 농도가 Au, Ag의 침출율에 미치는 영향을 조사하기 위하여 침출시간 3시간, Cu⁺⁺ 농도 0.05M, S/L 비율 1/3, pH 9.5, 침출온도 60℃에서 침출제인 (NH₄)₂S₂O₃ 농도를 0.2M에서 0.5M 까지 증가시키면서 Au, Ag의 침출율을 측정하였다. ATS 농도 0.2M에서의 Au, Ag의 침출율은 54%, 38%이었으나 ATS 농도가 증가할수록 Au, Ag의 침출율도 급격히 증가하였다.

반응 촉매제로 사용한 Cu⁺⁺ 농도범위를 결정하기 위하여 침출시간 3시간, (NH₄)₂S₂O₃ 농도 0.5M, S/L 비율 1/3, pH 9.5, 침출온도 60℃에서 Cu⁺⁺ 농도를 0.03M에서 0.1M 까지 증가시켰을 때에 Au, Ag의 침출율을 측정하였다. 초기 Cu⁺⁺ 농도 0.03M에서의 Au, Ag의 침출율은 46%, 88%이었으며 Cu⁺⁺ 농도 0.05M이상에서는 Au, Ag가 완전히 침출되었다.

최적 고/액 비율범위를 조사하기 위하여 침출시간 3시간, (NH₄)₂S₂O₃ 농도 0.5M, Cu⁺⁺ 농도 0.05M, pH 9.5, 침출온도 60℃에서 S/L 비율을 1/1에서 1/3으로 감소시켰을 때에 고/액 비율변화에 대한 Au, Ag의 침출율을 측정하였다. 고/액 비율 1/1에서 Au, Ag의 침출율은 65%, 42%이었으며 고/액비가 감소할수록 용존산소가 증가하여 Au, Ag의 침출율도 현저히 증가하였다.

침출시간 3시간, (NH₄)₂S₂O₃ 농도0.5M, Cu⁺⁺ 농도 0.05M, S/L 비율 1/3, pH 9.5에서 침출온도를 20℃에서 60℃까지 증가시켰을 때에 Au, Ag의 침출율을 측정하였다. 침출온도 20℃일 때의 Au, Ag의 침출율은 25%, 22%이었으나 침출온도가 증가함에 따라 Au, Ag의 침출율도 급격히 증가여 60℃ 침출온도에서 Au, Ag는 완전히 침출되었다.

침출시간 3시간, (NH₄)₂S₂O₃ 농도 0.5M, Cu⁺⁺ 농도 0.05M, S/L 비율 1/3, pH 9.5, 침출온도 60℃에서 pH를 4.5M에서 9.5까지 변화증가시키면서 Au, Ag의 침출율을 측정하였다. 산성영역인 pH 4.5에서의 Au, Ag의 침출율은 5%, 8%이었으며 pH 6.5에서의 Au, Ag의 침출율은 25%, 28%이었다가 pH 9.5에서 Au, Ag는 완전히 침출되었다.

사이클론 전해장치

사이클론 전해조 내의 음극과 양극을 각각 도 3 및 도 4에 나타내었다.

도 3과 같이 음극은 원통형 타이타늄 전극을 사용하였고, 도 4와 같이 양극으로는 흑연전극을 사용하였다. 양극의 경우 반응속도가 제한되는 것을 방지하기 위해서 작고 많은 구멍을 제작하였으며 이로 인해 충분한 반응표면적을 확보하고자 하였다.

도 5와 [표 2]에 본 실험에서 사용된 사이클론의 단면도와 규격을 나타내었으며, 도 6에 전형적인 사이클론 내부에서의 전해질의 흐름을 모식적으로 나타내었다.

금 이온이 포함된 전해질이 음극의 측면에 형성된 유입구를 통해 사이클론의 접선방향으로 유입되면 1차 소용돌이와 2차 소용돌이가 생긴다. 1차 소용돌이를 헬리칼 하류 흐름(helical downward flow) 혹은 외부 헬리칼 흐름(outer helical flow)으로, 2차 소용돌이를 헬리칼 상류 흐름(helical upward flow) 혹은 내부 헬리칼 프름(inner helical flow)이라고 부른다. 일부의 전해질은 사이클론의 밑부분에 연결된 통로로 빠져나가고 일부의 전해질은 헬리칼 상부 흐름으로 인해 다시 위쪽으로 상승하여 보텍스 파인더(vortex finder)를 통해 사이클론을 빠져나가게 된다.

양극과 음극 사이의 컴플라이언스 전압은 외부의 직류 전원공급장치에 의해 제어될 수 있도록 하였으며 용액의 유속은 로터리 펌프로 제어하였고 유속은 유속계를 이용하여 확인하였다.

사이클론 전해조의 규격

D(상부) (mm)	D(하부) (mm)	D(상부)/ D(하부)	H(전체) (mm)	H(하부) (mm)	B (mm)	(^o)
4.0	5.0	0.8	90.5	50.0	5.0	71

분석

실험 중 전해조에 온도계와 pH meter를 장치하여 용액의 온도와 pH를 관찰하였다. 사이클론 전해조를 이용한 모든 실험은 정전압 조건하에서 수행되었으며 한 번의 실험에 용액 1ℓ를 사용하였다.

사이클론 전해조를 이용하여 전해채취 하는 동안 용액내의 금의 농도 변화를 통해 각 귀금속의 전해회수속도와 회수율을 알아보기 위하여 ICP 분석이나 AA 분석을 수행하였다. ICP 분석에 사용한 기기는 일본 SHIMADZU 사의 ICPS-1000Ⅳ 이었고, AA 분석에 사용한 기기는 퍼킨-엘머 사의 GBC 904 AA 분석기였다. ICP나 AA 분석을 위해서 각 실험용액에 대해 일정한 시간 간격을 두고 전해조 내에서 매 채취시간마다 5cc를 채취하여 이를 칼리브레이션 커브의 영역인 3?11 ppm 으로 희석하여 분석하거나 ICP를 이용하여 정성 및 정량분석을 하였다.

사이클론 전해 실험 후 음극에서 환원되어 전착된 물질의 확인을 위하여 X선 회절분석을 수행하였다. 정전위실험을 통하여 얻어진 회수물을 전극으로부터 떼어낸 다음 건조기에서 24시간 이상 건조시킨 후 막자사발에서 곱게 갈아 분말을 준비하였다. X선 회절분석을 위해 사용한 기기는 맥 사이언스사의 MXP18A-HF 이었으며, 가속 전압 50 kV, 전류 100 mA, 주사속도(scanning speed) 5 degree/min 의 실험조건에서 X선 회절분석을 수행하였다.

실험방법

25 ℃에서 사이클론 전해조를 사용하여 금의 전해채취실험을 수행하였다. 실험에 사용한 용액은 시약급 Au[CS(NH₂)₂]₂를 사용하여 증류수에 녹여 염산으로 pH를 조절하여 제조하였다.

금 농도를 200ppm으로 고정하고 유속, 인가 전위 및 pH를 변화하면서 금 회수율을 관찰하였다.

음극과 양극에서의 반응은 다음과 같으며, 음극에서 금이온이 환원되어 전착된다.

Au[CS(NH₂)₂]₂ ⁺ + e- = Au + 2 CS(NH₂)₂ E^o = 0.632 V

H₂O = (1/2) O₂ + 2 H⁺ + 2 e- E^o = 0.988 V

유속 변화

전해질의 유속이 사이클론 전해조에서의 전해채취 거동에 미치는 영향을 알아보고자 유속을 0.6m/s(□), 1.8m/s(○), 2.4m/s(△) 그리고 3.0 m/s(▽)으로 변화시키며 실험을 수행하였다. 도 7에 인가전압 2.0 V, pH = 1의 조건하에서 전해질의 유속에 따른 용액 중 금 이온의 농도 변화를 나타내었다.

사이클론 전해조를 포함한 전해채취 공정에서의 유속은 사이클론으로 전해질이 유입될 때의 전해질 속도가 중요하다. 따라서 유속을 선속도로 표현하였는데 선속도는 전해질의 유속을 사이클론 도입부에서의 단면에 대해 비율로 환산한 것이다.

도 7을 보면, 전체적으로 유속이 증가함에 따라 용액 중 금 이온농도의 감소 속도는 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있다. 유속이 0.6 m/s인 경우, 2시간이 지나도 금의 농도가 약 220 ppm 에서 약 30 ppm 으로 감소하여 약 85 %의 회수율을 나타낸 반면, 1.8 m/s의 유속에서는, 1시간 만에 금의 농도가 210 ppm에서 20 ppm으로 감소하여 90% 넘는 우수한 회수율을 나타내고 있다.

이는 금 이온의 감소 형태와도 상관관계가 있다. 금 이온의 감소 형태를 자세히 살펴보면, 1.8 m/s의 유속에서는 용액중의 금 농도가 지수 함수적으로 감소하는데 반해 0.6 m/s 정도의 유속에서는 금 이온 농도가 거의 직선적인 감소 형태를 볼 수 있다.

어느 수준 이상의 유속에서는 사이클론 전해조 내에 난류가 형성되어 물질의 전달속도가 급격히 증가하여 이로 인해 용액 중에 존재하고 있는 금속이온이 난류로 인해 얇아진 확산층을 상대적으로 빠른 시간 안에 확산해가서 음극표면에서 환원된다.

반면, 어느 수준 이하의 유속에서는 사이클론 내에 난류가 형성되지 못하고 층류나 천이영역이 발생하여 상대적으로 느린 회수율 경향을 나타내는 것으로 판단된다.

인가전압 변화

인가전압을 1.5 V(□), 2.0 V(○) 그리고 3.0 V (▽)로 각각 다르게 적용하여 금 전해채취 거동을 조사하였다. 도 8에 유속 3.0 m/s, pH = 1의 조건하에서 인가전압 변화의 영향을 나타내었다.

인가전압이 1.5 V 인 경우 1시간이 지나면 금 이온의 농도가 약 195 ppm에서 약 90 ppm으로 감소하여 50 %가 조금 넘는 회수율을 보이고 2시간 동안 실험을 진행 할 경우에도 47 ppm으로 감소하여 약 75 % 가 조금 넘는 회수율을 나타내고 있다.

반면에 인가전압이 2.0 V인 경우에는 1시간 만에 금 이온 농도가 194 ppm에서 3 ppm으로 감소하여 99 %이상의 우수한 회수율을 보였다. 3.0 V 의 인가전압에서는 40분 동안에는 금 이온의 농도감소가 이전의 다른 두 인가전압의 경우에 비해 더욱 뚜렷하게 나타나나 40분이 지나면 인가전압 2.0 V 인 실험조건의 경우와 유사한 회수거동을 나타내고 있다.

여기서 회수율이 상대적으로 낮은 1.5 V 의 인가전압 실험조건을 제외하고 인가전압이 2.0 V 와 3.0 V 의 경우를 비교하면, 초기 금의 회수 속도는 3.0 V 일 경우가 훨씬 빠른 것으로 나타났으나 위에서 설명했듯이 약 40분이 지나면 전체 회수 속도는 거의 비슷해진다는 것을 알 수 있다.

이와 함께 사이클론 전해조를 이용한 전해채취 실험시 실험을 시작하고 약 40분 이후에는 수소발생량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

일반 유가금속의 전해채취 뿐 아니라 금과 같은 귀금속의 회수에 있어서 전류효율은 에너지 사용량과 관련하여 전해의 경제성을 검토 및 고찰할 때 매우 중요한 공정변수가 된다. 전류효율은 다음과 같은 식으로 계산할 수 있다.

I_Au 와 Isys 는 각각 실제 금 회수에 사용된 전류량과 시료 채취시의 이웃한 두 데이터 포인트 사이에서의 시스템 내에 공급된 전체 전류량의 평균을 나타내며, n = 2, F = 96487 C equiv^-1, M _Au 는 금의 분자량, △t 는 시료 채취시의 시간 간격, △C 는 각 시료 채취단계에서의 금의 농도 변화, V 는 전해질의 부피를 나타낸다.

위 식에 의해 계산된 전류효율을 도 9에 나타내었다. 인가전압이 각각 1.5 V, 2.0 V 그리고 3.0 V인 경우 초기 금 회수 전류효율은 각각 49 %, 37 % 그리고 16 %로 나타났다. 이러한 전류효율은 금 회수가 진행되어 용액중의 금 이온의 농도가 감소함에 따라 계속 감소하지만 그 순서(인가전압이 낮을수록 전류효율이 더 크다)는 실험이 진행되는 시간동안 계속 유지되었다.

한편, 전해채취 후 전착물의 형태를 관찰한 결과, 2.0V와 3.0V에서는 분말형태를 나타내었고 1.5V에서는 금속막 형태를 나타내었다.

pH 변화

수소이온 농도가 금의 전해채취 거동에 미치는 영향을 알아보고자 용액의 pH를 1, 2 그리고 4로 변화시키면서 회수율의 변화를 조사하여 이를 도 10에 나타내었다. 도 10에서 보듯이 pH가 변화하여도 금 이온의 감소 속도는 거의 영향을 받지 않는다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

봉형태의 양극과, 상기 양극을 감싸고 있는 원통형의 음극을 포함하며, 상기 음극에 형성된 투입구를 통해 상기 양극과 상기 음극 사이에 전해대상액을 공급하는 사이클론 전해조를 마련하는 단계와;
금 정광으로부터 금 침출액을 얻는 단계와;
상기 금 침출액을 상기 사이클론 전해조에 공급하면서 금을 전해채취하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 양극은 흑연으로 이루어져 있으며 다수의 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 음극은 타이타늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 금 침출액 공급시 침출액의 유속은 1.0m/s 내지 5.0m/s인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전해채취단계에서 인가전압은 1.75V 내지 2.5V인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 침출액의 금 농도는 2.0g/L이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 금 침출액을 얻는 단계는,
톤당 200kg이하의 금과 톤당 2000kg이하의 은을 포함하는 정광의 분말을 마련하는 단계와;
상기 정광의 분말을 티오설페이트계 침출제를 이용하여 추출하는 단계를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 티오설페이트계 침출제는 암모니움티오설페이트를 포함하고
보조제로 Cu++를 더 사용하며,
상기 암모니움티오설페이트의 농도는 0.45M 내지 0.8M, 상기 Cu++의 농도는 0.05M 내지 0.1M, 침출시간은 2.5시간 내지 5시간, pH는 8.5 내지 10.5, 고액비는 1/2.5 내지 1/4, 온도는 50℃ 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 방법.