WO2023153534A1 - 공압파쇄, 플라즈마 블라스팅, 진공흡입추출 및 에어버블을 이용한 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법 - Google Patents

공압파쇄, 플라즈마 블라스팅, 진공흡입추출 및 에어버블을 이용한 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법 Download PDF

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mine
solvent
injection well
valuable metal
well
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박남서
인현진
송재용
강차원
양수찬
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주식회사 산하이앤씨
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention is an in situ leaching mining method for valuable metal using pneumatic fracturing, plasma blasting , vacuum suction and air bubble), in which a lixiviant solution capable of exuding valuable metals is injected into the inside of the mine at the site of the mine, and as the exuding solvent flows into the mine, the valuable metals are exuded as the exuding solvent.
  • the present invention relates to a method for mining valuable metals by leaching at a site where the exudation solvent containing the valuable metal is extracted to the outside and the valuable metal is separated from the exudation solvent through a separate process.
  • the minerals located inside the mine are mined, the mined minerals are moved to a separate location, and the valuable metals are separated from the minerals through a separate process such as crushing. Mines valuable metals.
  • mine tailing the low value remaining after beneficiation of useful minerals from the minerals mined in the mine is called mine tailing. It is managed by methods such as soil cover and vegetation.
  • Korean Patent Registration No. 10-0787205 which is a prior art for recovering valuable metals from a mineral residue storage facility, will be reviewed.
  • the prior art discloses a method for recovering valuable metals using seawater from mineral tailings, which can remove high-quality valuable metals from mineral tailings using seawater and remove heavy metals, which are valuable metals.
  • the valuable metal contained in the mineral residue is dissolved in seawater by reaction with sodium chloride contained in the seawater, followed by solid-liquid separation, and valuable metal ions separated through the solid-liquid separation.
  • This ion exchange resin The technical features collected by means such as this ion exchange resin are disclosed.
  • Patent Document 1 KR 10-0787205 B
  • the valuable metal mining method according to the in-situ in-situ leaching method according to the present invention includes (a) an injection well in a mine where the valuable metal is located inside and a certain distance from the injection well Forming an extraction well; and
  • the method may include forming microcracks inside the mine as the propagation inside the mine.
  • the exudation solvent discharged from the exudation solvent injector flows into the mine as a constant pressure is applied to the perfusion solvent injector inserted into the injection well;
  • step (b) macroscopic cracks are formed inside the mine as the high-pressure air injected from the pneumatic fracturing probe inserted into the injection well flows inside the mine, and then the injection well As the plasma generated by the inserted plasma probe propagates inside the mine, microcracks may be formed inside the mine.
  • microcracks are formed inside the mine, and then the injection well is inserted into the injection well.
  • macroscopic cracks may be formed inside the mine.
  • a casing 10 is inserted into the extraction well, and a screen 12 composed of a plurality of holes is formed at the bottom of the casing 10, and a gap between the inner surface of the extraction well and the screen 12 is formed.
  • the filter material 20 is positioned,
  • air bubbles injected from the air bubble nozzle 30 may flow to the inside of the filter material 20 .
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for mining valuable metals in a mine according to the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams schematically illustrating a method of mining valuable metals in a mine according to the present invention.
  • Figure 4 is a diagram schematically illustrating the components of the extraction well in the present invention.
  • 5 and 6 are experimental conditions and experimental results for comparing effects according to the method of mining valuable metals in a mine according to the present invention.
  • 'mine' refers to a place where valuable metal is located inside, and generally includes a place where valuable metal is buried and a place where mineral residue containing valuable metal is located.
  • 'mining' includes digging up valuable metals from a place where valuable metals are buried according to the present invention and recovering valuable metals from a place where mineral residues are located.
  • Injection and extraction wells are formed in mines where minerals or tailings are located. That is, an injection well and an extraction well are formed while a drilling operation is performed so that a hole is formed inside the mine where the mineral or mineral residue is located.
  • Minerals or tailings are located inside the mines, where minerals or tailings are located tend to be located at the bottom of the mines.
  • the lower portions of the injection well and the extraction well are formed so that they can come down to the bottom of the mine where the above-mentioned minerals or mineral residues are located.
  • An extraction well can be formed at a certain distance on both sides of the well, or an injection well can be formed at a certain distance on both sides of the well, and it is possible to efficiently mine valuable metals from the mine conditions and minerals or mineral residues. It goes without saying that injection wells and extraction wells can be located at any location if possible.
  • pneumatic fracturing, plasma blasting, and exudation solvent injection proceed through the injection well, and as the exudation solvent injected through the injection well passes through the inside of the mine, the valuable metals contained in minerals or mineral residues are added to the exudation solvent.
  • the exudation solvent exuded and containing valuable metal flows into an extraction well in which a vacuum is formed, and then the exudation solvent containing valuable metal is extracted into the extraction well and discharged to the outside.
  • Valuable metals are separated from the exudate solvent discharged to the outside through a separation process such as elution, and at the same time, soil contamination by heavy metals, which are valuable metals, can be minimized.
  • the casing 10 is inserted into the injection well and the extraction well, and the filter material 20 such as sand or gravel is placed between the inner surface of the injection well or the extraction well and the casing 10 is filled, and the upper part of the filter material 20 may be filled with a backfill material.
  • the filter material 20 such as sand or gravel
  • a screen 12 composed of a plurality of holes may be formed in the lower portion of the casing 10 inserted into the injection well and the extraction well, and between the screen 12 of the casing 10 and the inner surface of the injection well or the extraction well.
  • the filter material 20 may be filled in.
  • the screen 12 or filter material 20 of the extraction well may be encrusted.
  • air or liquid from the ground flows into the extraction well and is discharged to the outside through the extraction well.
  • the filter material 20 or the screen 12 may be crusted due to the particulate matter flowing together. Alternatively, fluidity may be lowered.
  • an air bubble nozzle 30 may be installed inside the filter material 20 . As the air bubbles injected from the air bubble injection port 30 flow inside the filter material 20, the peeling of the filter material 20 can be minimized, and mining operation can be operated without interruption.
  • the surface of the gravel or sand constituting the filter material 20 can be abraded or the gravel or sand can be compactly aligned by the sprayed air bubbles, so that the size of the pores formed in the filter material 20 is as uniform as possible. can be maintained (see Figure 4).
  • steps S200 and S300 may be performed, and in the case of clay, steps S200-1 and S300-1 may be performed.
  • sand When sand is the main component of the soil, a certain amount of pores are formed in the soil, and pneumatic fracturing is performed first to further expand the already formed pores, and then extension from the macroscopic cracks formed by pneumatic fracturing. Plasma blasting may be performed to form fine cracks.
  • high-pressure air may be injected from the pneumatic fracturing probe.
  • the injected high-pressure air flows inside the mine, and macroscopic cracks may be formed inside the mine while the high-pressure air flows inside the mine.
  • the inner side of the mine includes a place where minerals or mineral residues are located in the mine.
  • a vacuum is formed in the extraction well as the air or liquid located in the extraction well is extracted to the outside by the operation of the vacuum pump, and thus a pressure gradient is generated. generated, and the air or liquid inside the mine can flow into the extraction well due to this pressure gradient.
  • the vacuum that forms in an extraction well refers to a pressure below atmospheric pressure.
  • high-pressure air is injected from the pneumatic fracturing probe and a vacuum is formed in the extraction well at the same time, so the high-pressure air injected from the pneumatic fracturing probe can be induced to flow in the direction where the extraction well is located. . That is, as the extraction well is formed near the injection well, it is possible to provide a direction in which the high-pressure air should flow.
  • an injection well and an extraction well may be formed with the mineral or mineral residue positioned therebetween.
  • Macroscopic cracks may be formed inside the mine as the high-pressure air injected from the pneumatic fracturing probe flows to the place where minerals or mineral residues are located inside the mine due to the vacuum state of the extraction well.
  • the components of the pneumatic fracturing probe can be any means that can flow high-pressure air inside the mine.
  • it may be a pneumatic fracturing probe used to inject high-pressure air into the ground through an injection well in purifying groundwater contamination.
  • a pneumatic fracturing step is performed in this step. That is, macro cracks are formed as high-pressure air is blown where minerals or mineral tailings are located in mines, and valuable metals included in minerals or mineral tailings are exuded as the exudation solvent flows between the minerals or mineral tailings along these macro cracks. Allow to exude into the solvent.
  • plasma generated from the plasma probe may propagate inside the mine along the macroscopic cracks.
  • the pneumatic fracturing probe While pneumatic fracturing is in progress, the pneumatic fracturing probe may be extracted from the injection well, and then the plasma probe may be inserted into the injection well.
  • Plasma generated from the plasma probe may propagate inside the mine, along macro cracks already formed, and micro cracks may be formed inside the mine due to the plasma propagated in this way.
  • plasma blasting forms micro cracks to the minute parts that the exudation solvent cannot contact with macroscopic cracks, thereby maximizing the flow area of the exudation solvent. so that its efficiency can be maximized.
  • microcracks formed by the generation of such plasma may be formed on the inside of the mine irrelevant to the macrocracks, and may be formed extending from the macrocracks.
  • microcracks extending from the macroscopic crack may be formed as the plasma propagates.
  • the macroscopic cracks can be easily closed by the pressure inside the mine when the size of the crack is greater than a certain level. Accordingly, the flow of the exudate solvent can be made smoothly through the open crack.
  • the plasma propagates, a vacuum is formed in the extraction well at the same time.
  • microcracks are formed inside the mine, and furthermore, the plasma can be induced to propagate in the direction where the extraction well is located. That is, as the extraction well is formed near the injection well, it is possible to provide a direction in which the plasma should propagate.
  • microcracks extending from macroscopic cracks can be formed, and furthermore, closed macroscopic cracks can be opened.
  • any means capable of plasma blasting inside the mine can be used, of course.
  • it may be a plasma probe used to propagate plasma into the ground through an injection well in purifying groundwater contamination.
  • the exudation solvent flows along the macroscopic cracks, and the flow of the exudation solvent is limited due to low water permeability because the exudation solvent does not flow to the fine parts.
  • macroscopic cracks are formed by pneumatic fracturing, and then the generated plasma is propagated along the macroscopic cracks to form microcracks extending from the macroscopic cracks, and the exudation solvent flows into the formed macrocracks and microcracks.
  • the high water permeability can maximize the contact area between the exuding solvent and the mineral or mineral residue, thereby maximizing the mining efficiency of valuable metals included in the mineral or mineral residue.
  • plasma is propagated to the inside of the mine to form microcracks in order to first form pores in the soil.
  • pores are hardly formed in the ground, plasma blasting is first performed to form pores of a certain size, and then macrocracks, which are larger pores, extend from the microcracks formed by plasma blasting. Pneumatic fracturing may proceed as much as possible.
  • step S300 plasma blasting proceeds after pneumatic fracturing, and plasma propagates according to the already formed macroscopic cracks to form microcracks, but in this step S200-1, prior to pneumatic fracturing Preferentially, plasma blasting proceeds first to form microcracks inside the mine.
  • step S300 In addition to the differences from the above-described step S300, descriptions of other technical features follow the description of step S300.
  • plasma is first propagated to the inside of the mine to form pores in the ground to form microcracks, and then high-pressure air by pneumatic fracturing is blown inside the mine. It flows into and extends to the already formed micro-cracks to form macro-cracks with larger pores.
  • pores are hardly formed in the ground, plasma blasting is first performed to form pores of a certain size, and then macrocracks, which are larger pores, extend from the microcracks formed by plasma blasting. Pneumatic fracturing may proceed as much as possible.
  • pneumatic fracturing proceeds to form macroscopic cracks, and then plasma blasting proceeds to form microcracks, but in this S300-1 step, prior to pneumatic fracturing, In a state in which plasma blasting proceeds first and microcracks are formed inside the mine, pneumatic fracturing proceeds and extends to the already formed microcracks to form macrocracks.
  • step S200 In addition to the differences from the above-described step S200, descriptions of other technical features follow the description of step S200.
  • the exudation solvent injected from the exudation solvent injector inserted into the injection well flows into the mine by a certain pressure and flows into the mine
  • the exudate solvent can flow along these macro- and micro-cracks.
  • the contact area of the exudation solvent with respect to minerals or mineral residues can be maximized with high water permeability, and thus valuable metals contained in minerals or mineral residues are released in large amounts. It can be exuded in the exudate solution.
  • a lixiviant solution is a solvent that reacts with a predetermined valuable metal contained in a mineral or mineral residue, and is configured such that the predetermined valuable metal contained in the mineral or mineral residue reacts with the exudative solvent and is lixiviant.
  • gold ions may be exuded from minerals or mineral residues by reacting minerals or mineral residues containing gold (Au) with sodium chloride of seawater as an exudation solvent.
  • Au gold
  • the type of exudation solvent may vary depending on the valuable metal, and the technical characteristics of the exudation solvent and the valuable metal reacting thereto follow the prior art.
  • the pneumatic fracturing probe or plasma probe and the exudative solvent injector are inserted into the injection well in a coupled state, and thus the exudate solvent may be injected from the exudate injector after pneumatic fracturing and plasma blasting are performed.
  • the exuding solvent may be sprayed after pneumatic fracturing and plasma blasting are performed.
  • the exudation solvent is injected from the exudate solvent injector, a vacuum is formed in the extraction well at the same time, so that the exudate solvent injected from the exudate solvent injector flows along the macro- and micro-cracks, and can be induced to flow in the direction where the extraction well is located. . That is, as the extraction well is formed near the injection well, it is possible to provide a direction in which the exudation solvent should flow.
  • the exudation solvent injected from the exudation solvent injector may come into contact with the minerals or mineral residues inside the mine while flowing in the direction in which the minerals or mineral residues are located inside the mine due to the extraction well in a vacuum state. Due to the exudation reaction resulting from such contact, valuable metals contained in minerals or mineral residues may be exuded as an exudation solvent.
  • this exudation solvent injector can be any means as long as it is a means capable of injecting the exudation solvent into the mine.
  • a drug injector used to inject a drug into the ground through an injection well may be utilized in purifying groundwater contamination.
  • Pneumatic fracturing and plasma blasting form macro- and micro-cracks in minerals or mineral tailings located inside the mine, and as the exudation solvent flows through these macro- and micro-cracks, the valuable metals contained in the minerals or mineral tailings As a result of the reaction with the exuding solvent, it is exuded into the exuding solvent. Therefore, the exudation solvent injected into the injection well, passing through the inside of the mine, and then flowing into the extraction well contains valuable metals.
  • the exudation solvent containing the valuable metal may be induced to flow into the extraction well.
  • the exudation solvent flows into the extraction well, and then the exudation solvent is extracted through the extraction well and discharged to the outside.
  • the exudation solvent discharged to the outside contains valuable metals contained in minerals or mineral residues
  • the exudation solvent discharged to the outside contains valuable metals since the minerals or mineral residues are exuded from the minerals or mineral residues into the exudation solvent.
  • Valuable metals can be separated from the exudate solvent discharged to the outside through a predetermined process according to the prior art.
  • FIG. 5 is an experimental condition
  • FIG. 6 is an experimental result.
  • PPV-II is an experimental group conducted according to the present invention
  • control (b) is a control group conducted at the same point as the PPV-II experiment.
  • the PPV-II shows 583%, 609.6%, and 558.6% of water permeability enhancement efficiency compared to the control group (b) .

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Abstract

본 발명은 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법으로서, (a) 유가금속이 내측에 위치된 광산에 주입정 및 상기 주입정에서 일정한 거리를 두고 위치되는 추출정이 형성되는 단계; 및 (b) 상기 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 상기 광산의 내측에서 유동됨에 따라 상기 광산의 내측에 거시균열이 형성되거나, 또는 상기 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 상기 광산의 내측에서 전파됨에 따라 상기 광산의 내측에 미세균열이 형성되는 단계를 포함하는 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법에 관한 것이다.

Description

공압파쇄, 플라즈마 블라스팅, 진공흡입추출 및 에어버블을 이용한 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법
본 발명은 공압파쇄, 플라즈마 블라스팅, 진공흡입추출 및 에어버블을 이용한 광산 현장 원위치(in-situ)에서 침출방식으로 유가금속을 채광하는 방법(in situ leaching mining method for valuable metal using pneumatic fracturing, plasma blasting, vacuum suction and air bubble)에 관한 것으로서, 유가금속이 삼출될 수 있는 삼출용매(lixiviant solution)가 광산 현장 원위치에서 광산의 내측에 주입되고, 삼출용매가 광산의 내측으로 유동되면서 유가금속이 삼출용매에 삼출된 이후, 유가금속이 포함된 삼출용매가 외부로 추출되어, 삼출용매에서 유가금속이 별도의 과정을 통하여 분리되는 현장에서 침출방식으로 유가금속을 채광하는 방법에 관한 것이다.
광산에서 유가금속을 채광하는 일반적인 방법으로, 광산의 내측에 위치된 광물을 채광하고, 채광된 광물을 별도의 장소로 이동시킨 후, 분쇄 등 별도의 공정으로 광물에서 유가금속을 분리하는 과정을 거쳐 유가금속을 채광한다.
나아가, 광산에서 채광한 광물에서 유용한 광물을 선광하고 남은 가치가 낮은 부분을 광물찌꺼기(mine tailing)이라고 지칭하는데, 이러한 광물찌꺼기는 광산 개발 중에 차수층이 설치된 광물찌꺼기 저장시설에 위치되고 용량이 다 차게 되면 복토 및 식생 등의 방법으로 관리되어 진다.
과거에는 낮은 생산기술 수준과 경제성 저하로 인하여 선광과정 중 유용광물을 100% 회수하지 못하였다. 이에 따라, 이러한 광물찌꺼기 저장시설에 위치된 광물찌꺼기에는 여전히 유가금속의 함량이 많은 경우가 있으며, 특히 광산개발 당시에는 유용광물이 아니었으나 현재에는 유용광물로 분류되는 유가금속이 많은 함량으로 존재하는 경우가 있다.
나아가, 광물찌꺼기 저장시설에 차수층이 설치되지 않아 광물찌꺼기의 이동이 제한되지 않은 상태에서, 광물찌꺼기에 포함된 유가금속인 중금속이 물 등에 포함된 상태로 지표면으로 유동됨에 따라, 토양의 중금속 오염문제가 대두될 수 있는 문제점을 안고 있다.
광물찌꺼기 저장시설에서 유가금속을 회수하는 종래기술인 대한민국 등록특허 제10-0787205호를 살펴본다.
종래기술은, 광물찌꺼기로부터 해수를 이용하여 고품위의 유가금속을 회수함과 아울러 유가금속인 중금속을 제거할 수 있는 광물찌꺼기로부터 해수를 이용한 유가금속 회수하는 방법을 개시하고 있다.
구체적으로, 광물찌꺼기를 해수에 침지한 후, 광물찌꺼기에 포함된 유가금속이 해수에 포함된 염화나트륨과 반응에 의해 해수에 용해되고, 이후 고액분리가 이루어지고, 고액분리를 통해 분리된 유가금속이온이 이온교환수지 등의 수단으로 포집되는 기술적 특징을 개시하고 있다.
상술한 일반적인 유가금속 채광방법 및 종래기술에 따르면, 광물찌꺼기 저장시설 등의 광물찌꺼기가 위치되는 곳이나 광산에서 광물이나 광물찌꺼기를 채광한 후, 별도의 장소의 운반해서 분쇄 등 별도의 공정으로, 유가금속을 분리해야 하는 별도의 과정을 거쳐야만 한다.
이에 따라, 광산이나 광물찌꺼기가 위치된 곳 현장 원위치에서 직접적으로 유가금속을 채광하거나 회수할 수 없기에 유가금속 채광이나 회수 효율에 있어서 한계가 있었으며, 광산이나 광물찌꺼기가 위치되는 곳에서 산(acid)과 같은 삼출용매를 투입하여 추출하려고 하여도 내측의 투수성의 문제가 유가금속을 회수하는데 저해요인이 되어 채광 경제성 확보에 한계가 있을 수 밖에 없었다. 또한, 유가금속 채광으로 발생하는 중금속에 의한 토양 오염을 최소화하는 효율에 있어서도 그 한계가 있을 수 밖에 없었다.
이에, 광산이나 광물찌꺼기가 위치되는 곳에서 광물이나 광물찌꺼기를 운반하는 별도의 과정없이, 광산이나 광물찌꺼기가 위치되는 곳 현장 원위치에서 내측의 투수성을 개선하여 삼출용매 주입 및 회수 효율을 증대시킬 수 있고, 동시에 토양의 중금속에 의한 오염을 최소화할 수 있는 기술적 특징에 대한 연구가 절실히 필요한 실정이다.
(특허문헌 1) KR 10-0787205 B
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 광산이나 광물찌꺼기가 위치되는 곳 현장 원위치에서 효율적으로 유가금속을 채광할 수 있고, 동시에 토양의 중금속에 의한 오염을 최소화할 수 있는 현장 원위치에서 침출방식으로 유가금속을 채광하는 방법을 제안하고자 한다.
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 본 발명에 따른 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법은, (a) 유가금속이 내측에 위치된 광산에 주입정 및 상기 주입정에서 일정한 거리를 두고 위치되는 추출정이 형성되는 단계; 및
(b) 상기 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 상기 광산의 내측에서 유동됨에 따라 상기 광산의 내측에 거시균열이 형성되거나, 또는 상기 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 상기 광산의 내측에서 전파됨에 따라 상기 광산의 내측에 미세균열이 형성되는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, (c) 상기 (b) 단계 이후, 상기 주입정에 삽입된 삼출용매 주입기에 일정한 압력에 가해짐에 따라 상기 삼출용매 주입기에서 배출된 삼출용매가 상기 광산의 내측으로 유동되는 단계; 및
(d) 상기 추출정으로 유동되는 삼출용매가 상기 추출정에서 추출되어 외부로 배출되고, 외부로 배출된 삼출용매에 포함된 유가금속이 분리되는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 (b) 및 (c) 각 단계에서, 상기 추출정에 삽입된 진공추출 프로브에 의해 지중의 공기나 액체가 상기 추출정으로 추출되어 외부로 배출됨에 따라 상기 추출정에서 진공이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 상기 광산의 내측에서 유동됨에 따라 상기 광산의 내측에 거시균열이 형성되고, 이후 상기 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 상기 광산의 내측에서 전파됨에 따라 상기 광산의 내측에 미세균열이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 상기 광산의 내측에서 전파됨에 따라 상기 광산의 내측에 미세균열이 형성되고, 이후 상기 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 상기 광산의 내측에서 유동됨에 따라 상기 광산의 내측에 거시균열이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 추출정으로 케이싱(10)이 삽입되며, 상기 케이싱(10)의 하부에는 다수의 홀로 구성된 스크린(12)이 형성되어 있으며, 상기 추출정의 내측면과 상기 스크린(12) 사이에 필터재(20)가 위치되며,
상기 필터재(20)의 내측에 에어버블 분사구(30)가 장착된 상태에서, 상기 에어버블 분사구(30)로부터 분사되는 에어버블이 상기 필터재(20)의 내측으로 유동될 수 있다.
상술한 과제해결수단으로 인하여, 광물이나 광물찌꺼기가 별도의 장소로 운반하지 않고, 광산 현장 원위치에서 유가금속이 위치된 지중에서 진행되는 공압파쇄, 플라즈마 블라스팅 및 삼출용매 주입 등을 통하여 유가금속을 용이하게 채광할 수 있는 바, 유가금속 채광의 효율성이 증대됨과 동시에 토양의 중금속 오염을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광산에서의 유가금속을 채광하는 방법에 대한 순서도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 광산에서의 유가금속을 채광하는 방법을 개략적으로 도시화한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 추출정에서의 구성요소를 개략적으로 도시화한 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명에 따른 광산에서의 유가금속을 채광하는 방법에 따른 효과를 비교하기 위한 실험조건 및 실험결과이다.
이하, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에서 '광산'이란 유가금속이 내측에 위치되어 있는 곳을 지칭하며, 일반적으로 유가금속이 매장된 곳 및 유가금속이 포함된 광물찌꺼기가 위치된 곳을 포함한다.
본 발명에서 '채광'이란 본 발명에 따른 유가금속이 매장된 곳에서 유가금속을 캐는 것 및 광물찌꺼기가 위치된 곳에서 유가금속을 회수하는 것을 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
S100: 광산에 주입정과 추출정이 형성되는 단계
광물 또는 광물찌꺼기가 위치된 광산에 주입정과 추출정이 형성된다. 즉, 광물 또는 광물찌꺼기가 위치된 광산의 내측으로 홀이 형성되도록 천공작업이 이루어지면서 주입정 및 추출정이 형성된다.
광물 또는 광물찌꺼기는 광산의 내측에 위치되는데, 이러한 광산에서 광물 또는 광물찌꺼기가 위치되는 곳은 광산의 아래쪽에 위치되는 경향이 있다.
따라서, 주입정과 추출정의 하부가 상술한 광물 또는 광물찌꺼기가 위치되는 광산의 아래쪽까지 내려올 수 있도록 형성됨이 바람직하다.
주입정 양쪽으로 일정한 거리를 두고 추출정이 형성될 수 있으며, 또는 추출정을 중심으로 양쪽으로 일정한 거리를 두고 주입정이 형성될 수 있으며, 광산의 상황과 광물 또는 광물찌꺼기에서 유가금속을 효율적으로 채광할 수 있는 위치라면 주입정과 추출정이 어느 위치에도 가능함은 물론이다.
후술한 바와 같이, 주입정을 통하여 공압파쇄, 플라즈마 블라스팅 및 삼출용매 주입이 진행되고, 주입정을 통하여 주입된 삼출용매가 광산의 내측을 거치면서 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속이 삼출용매에 의해 삼출되고, 유가금속이 포함된 상태의 삼출용매가 진공이 형성된 추출정으로 유동되고, 이후 추출정으로 유가금속이 포함된 삼출용매가 추출되어 외부로 배출될 수 있다. 외부로 배출된 삼출용매에서 용출 등의 분리과정으로 유가금속을 분리하며, 동시에 유가금속인 중금속에 의한 토양오염을 최소화할 수 있다.
주입정과 추출정에서의 개략적인 구성을 살펴보면, 주입정 및 추출정에 케이싱(10)이 삽입되고, 주입정이나 추출정의 내측면과 케이싱(10) 사이에 모래나 자갈 등의 필터재(20)가 채워지고, 그 필터재(20)의 윗 부분에 뒷채움재 등이 채워질 수 있다.
이때, 주입정 및 추출정에 삽입되는 케이싱(10)의 하부에는 다수의 홀로 구성된 스크린(12)이 형성될 수 있으며, 이러한 케이싱(10)의 스크린(12)과 주입정 또는 추출정의 내측면 사이에 필터재(20)가 채워진 상태일 수 있다.
추출정의 스크린(12)이나 필터재(20)가 피각(encrust)될 수 있다. 추출정에서 지중의 공기나 액체가 추출정으로 유입되고, 추출정을 통해 외부로 배출된다. 이때, 공기나 액체가 필터재(20)나 스크린(12)으로 통해 유동되면서 함께 유동되는 미립 물질로 인하여 필터재(20)나 스크린(12)이 피각될 수 있으며, 이러한 피각현상으로 인해 투수성 또는 유동성이 저하될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 필터재(20)의 내측에 에어버블 분사구(30)가 장착될 수 있다. 에어버블 분사구(30)로부터 분사된 에어버블이 필터재(20)의 내측으로 유동됨에 따라 필터재(20)의 피각을 최소화할 수 있으며, 채광의 운영 중단없이 가동될 수 있다.
나아가, 분사된 에어버블에 의해 필터재(20)를 구성하는 자갈이나 모래 등의 표면을 마모시키거나 자갈이나 모래를 컴팩트하게 정렬시킬 수 있어서, 필터재(20)에 형성된 기공의 크기를 최대한 균일하게 유지시킬 수 있다(도 4 참조).
이후, 공정은 지중의 주요 구성요소가 점토(clay)인지 아니면 모래(sand)인지에 따라 달라질 수 있다. 모래인 경우 S200 침 S300 단계를 거치며, 점토인 경우 S200-1, S300-1 단계를 거칠 수 있다.
모래가 지중의 주요 구성요소인 경우, 지중에 어느 정도의 기공이 형성된 상태인 바, 이미 형성된 기공을 더 확장시키기 위해 공압파쇄(Pneumatic fracturing)가 먼저 진행되고, 이후 공압파쇄로 형성된 거시균열에서 연장된 미세균열이 형성되도록 플라즈마 블라스팅(Plasma blasting)가 진행될 수 있다.
점토가 지중의 주요 구성요소인 경우, 지중에 기공이 거의 형성되지 않은 상태인 바, 일정한 크기의 기공을 형성시키기 위해 플라즈마 블라스팅(Plasma blasting)이 먼저 진행되고, 이후 플라즈마 블라스팅으로 형성된 미세균열에서 연장하여 더 큰 기공인 거시균열이 형성되도록 공압파쇄(Pneumatic fracturing)가 진행될 수 있다.
S200: 지중의 주요 구성요소가 모래(sand)인 경우, 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 광산의 내측에 유동됨에 따라 광산의 내측에 거시균열이 형성되는 단계
이러한 주입정에 공압파쇄 프로브가 삽입된 상태에서, 공압파쇄 프로브에서 고압공기가 분사될 수 있다. 분사된 고압공기는 광산의 내측으로 유동되고, 고압공기가 광산의 내측에서 유동되는 과정 중 광산의 내측에서 거시균열이 형성될 수 있다.
여기에서 광산의 내측은 광산에서 광물 또는 광물찌꺼기가 위치되는 곳을 포함한다.
이때, 진공펌프와 연통된 진공추출 프로브가 추출정에 삽입된 상태에서, 진공펌프의 작동으로 추출정에 위치된 공기나 액체가 외부로 추출되면서 추출정에 진공이 형성되며, 이에 따라 압력구배가 발생되고, 이러한 압력구배로 광산의 내측의 공기나 액체가 추출정으로 유동될 수 있다. 추출정에서 형성되는 진공은 대기압보다 낮은 압력을 지칭한다.
공압파쇄에 의해 거시균열을 형성시키기 위해 공압파쇄 프로브에서 고압공기가 분사되면서 동시에 추출정에서 진공이 형성되는 바, 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 추출정이 위치된 방향으로 유동되도록 유도될 수 있다. 즉, 주입정 인근에 추출정이 형성됨에 따라 고압공기가 유동되어야 하는 방향을 제공할 수 있다.
따라서, 광물 또는 광물찌꺼기가 위치된 곳을 사이에 두고 주입정과 추출정이 형성될 수 있음은 물론이다.
공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 추출정의 진공상태로 인하여 광산의 내측의 광물 또는 광물찌꺼기가 위치되는 곳으로 유동되면서 광산의 내측에 거시균열이 형성될 수 있다. 이러한 공압파쇄 프로브의 구성요소는 광산의 내측에 고압공기를 유동시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 수단도 가능함은 물론이다. 바람직하게는, 지하수 오염을 정화하는 데 있어서 주입정을 통하여 지중으로 고압공기를 분사하는데 사용되는 공압파쇄 프로브일 수 있다.
광산에서 광물 또는 광물찌꺼기가 위치된 곳에서는 투수성이 매우 낮은 것으로 알려져 있는 바, 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속을 삼출시키기 위하여 삼출용매가 주입되더라도 투수성이 낮아 유동성이 매우 낮으며, 이에 따라 종래기술에 따라 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속을 삼출하는데 그 한계가 있었다.
이에 삼출용매의 투수성을 증가시키기 위해 본 단계에서 공압파쇄 단계를 거치게 된다. 즉, 광산에서 광물 또는 광물찌꺼기가 위치되는 곳에 고압공기가 분사됨에 따라 거시균열이 형성되고, 이러한 거시균열을 따라 삼출용매가 광물 또는 광물찌꺼기 사이로 유동되면서 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속이 삼출용매에 삼출되도록 한다.
S300: 지중의 주요 구성요소가 모래(sand)인 경우, 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 이미 형성된 거시균열을 따라 광산의 내측에 전파됨에 따라 광산의 내측에 미세균열이 형성되는 단계
공압파쇄로 광산의 내측에 거시균열이 형성된 상태에서, 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 이러한 거시균열을 따라 광산의 내측에서 전파될 수 있다.
공압파쇄가 진행된 상태에서, 공압파쇄 프로브가 주입정에서 추출되고, 이후 플라즈마 프로브가 주입정에 삽입될 수 있다.
플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마는 광산의 내측에서 전파되되, 이미 형성된 거시균열을 따라 전파될 수 있고, 이렇게 전파된 플라즈마로 인하여 광산의 내측에 미세균열이 형성될 수 있다. 즉, 플라즈마 블라스팅으로 거시균열로는 삼출용매가 접촉할 수 없는 미세한 부분까지 미세균열이 형성되어 삼출용매의 유동면적을 최대화할 수 있으며, 따라서 광산에 위치된 광물 또는 광물찌꺼기에서 유가금속을 채광하는데 있어서, 그 효율을 최대화할 수 있다.
이러한 플라즈마 발생으로 형성된 미세균열은 거시균열과 상관없는 광산의 내측에 형성될 수 있고, 나아가 거시균열에서 연장되어 형성될 수 있다.
즉, 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 거시균열을 따라 전파되는 바, 전파되면서 거시균열에 연장된 상태의 미세균열이 형성될 수 있다.
나아가, 공압파쇄로 형성된 거시균열의 경우, 균열의 크기가 일정 이상으로 광산의 내측의 압력으로 거시균열이 쉽게 폐쇄될 수 있는데, 이러한 거시균열을 따라 전파되는 플라즈마로 인하여 폐쇄된 균열이 개방될 수 있으며, 이에 따라 개방된 균열로 삼출용매의 유동이 원할하게 이루어질 수 있다.
이때, 진공펌프와 연통된 진공추출 프로브가 추출정에 삽입된 상태에서, 진공펌프의 작동으로 추출정에 위치된 공기나 액체가 추출되면서 추출정에 진공이 형성되며, 이에 따라 압력구배에 발생되고, 이러한 압력구배로 광산의 내측의 공기나 액체가 추출정으로 유동될 수 있다.
플라즈마가 전파되면서 동시에 추출정에서 진공이 형성되는 바, 플라즈마가 거시균열을 따라 전파되면서 광산의 내측에 미세균열이 형성되고, 나아가 플라즈마가 추출정이 위치된 방향으로 전파되도록 유도될 수 있다. 즉, 주입정 인근에 추출정이 형성됨에 따라 플라즈마가 전파되어야 하는 방향을 제공할 수 있다.
플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 진공상태의 추출정으로 인하여 광산의 내측에서 광물 또는 광물찌꺼기가 위치된 방향으로 전파되면서 거시균열에서 연장된 미세균열이 형성될 수 있고, 나아가 폐쇄된 거시균열이 개방될 수 있다.
이러한 플라즈마 프로브의 구성요소는 광산의 내측에 플라즈마 블라스팅이 가능한 수단이라면 어떠한 수단도 가능함은 물론이다. 바람직하게는, 지하수 오염을 정화하는 데 있어서 주입정을 통하여 지중으로 플라즈마를 전파하는데 사용되는 플라즈마 프로브일 수 있다.
공압파쇄만 이루어지는 경우 거시균열을 따라 삼출용매가 유동되는 바, 삼출용매가 미세한 부분까지 유동되지 않아 낮은 투수성으로 삼출용매의 유동에 그 한계가 있다.
이에 본 발명에서는, 공압파쇄로 거시균열이 형성되고, 이후 발생된 플라즈마가 거시균열을 따라 전파되도록 하여 거시균열에 연장되는 미세균열이 형성되도록 하고, 형성된 거시균열 및 미세균열로 삼출용매가 유동되는 바, 높은 투수성으로 삼출용매와 광물 또는 광물찌꺼기의 접촉면적으로 최대화할 수 있고, 이에 따라 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속의 채광 효율을 최대화할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 공압파쇄에 의해 형성된 거시균열만으로 거시균열이 형성되지 않은 부분까지 삼출용매를 유동시킬 수 없는 문제점을 해결하기 위하여, 공압파쇄 이후 플라즈마 블라스팅으로 이미 형성된 거시균열에 연장된 미세균열이 형성될 수 있어, 삼출용매의 접촉면적을 최대화할 수 있다.
S200-1: 지중의 주요 구성요소가 점토(clay)인 경우, 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 광산의 내측에 전파됨에 따라 광산의 내측에 미세균열이 형성되는 단계
지중의 주요 구성요소가 모래인 경우와 달리, 점토인 경우 우선적으로 지중에 기공을 형성시키기 위해 플라즈마가 광산의 내측으로 전파되어 미세균열이 형성되도록 한다.
상술한 바와 같이, 지중에 기공이 거의 형성되지 않은 상태인 바, 일정한 크기의 기공을 형성시키기 위해 플라즈마 블라스팅이 먼저 진행되고, 이후 플라즈마 블라스팅으로 형성된 미세균열에서 연장하여 더 큰 기공인 거시균열이 형성되도록 공압파쇄가 진행될 수 있다.
본 S200-1 단계와 S300 단계의 차이점으로, S300 단계에서는 공압파쇄 이후에 플라즈마 블라스팅이 진행되어 이미 형성된 거시균열에 따라 플라즈마가 전파되어 미세균열이 형성되지만, 본 S200-1 단계에서는 공압파쇄에 앞서 우선적으로 플라즈마 블라스팅이 먼저 진행되어 광산의 내측에 미세균열이 형성된다는 점이다.
상술한 S300 단계와의 차이점 이외에 다른 기술적 특징에 대한 설명은 S300 단계의 설명에 따른다.
S300-1: 지중의 주요 구성요소가 점토(clay)인 경우, 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 광산의 내측에서 유동됨에 따라 이미 형성된 미세균열에 연장하여 거시균열이 형성되는 단계
지중의 주요 구성요소가 모래인 경우와 달리, 점토인 경우 우선적으로 지중에 기공을 형성시키기 위해 플라즈마가 광산의 내측으로 전파되어 미세균열이 형성되도록 하고, 이후 공압파쇄에 의한 고압공기가 광산의 내측으로 유동되어 이미 형성된 미세균열에 연장하여 좀 더 큰 기공의 거시균열이 형성되도록 한다.
상술한 바와 같이, 지중에 기공이 거의 형성되지 않은 상태인 바, 일정한 크기의 기공을 형성시키기 위해 플라즈마 블라스팅이 먼저 진행되고, 이후 플라즈마 블라스팅으로 형성된 미세균열에서 연장하여 더 큰 기공인 거시균열이 형성되도록 공압파쇄가 진행될 수 있다.
본 S300-1 단계와 S200 단계의 차이점으로, S200 단계에서는 우선적으로 공압파쇄가 진행되어 거시균열이 형성되고 이후 플라즈마 블라스팅이 진행되어 미세균열이 형성되지만, 본 S300-1 단계에서는 공압파쇄에 앞서 우선적으로 플라즈마 블라스팅이 먼저 진행되어 광산의 내측에 미세균열이 형성된 상태에서, 공압파쇄가 진행되어 이미 형성된 미세균열에 연장되어 거시균열이 형성된다는 점이다.
상술한 S200 단계와의 차이점 이외에 다른 기술적 특징에 대한 설명은 S200 단계의 설명에 따른다.
S400: 주입정에 삽입된 삼출용매 주입기에서 분사된 삼출용매가 광산의 내측의 거시균열 및 미세균열을 따라 유동되는 단계
공압파쇄 및 플라즈마 블라스팅으로 광산의 내측에 거시균열 및 미세균열이 형성된 상태에서, 주입정에 삽입된 삼출용매 주입기에서 분사된 삼출용매가 일정한 압력에 의해 광산의 내측으로 유동되고, 광산의 내측으로 유동된 삼출용매가 이러한 거시균열 및 미세균열을 따라 유동할 수 있다.
삼출용매가 이러한 거시균열 및 미세균열을 따라 유동됨에 따라, 높은 투수성으로 광물 또는 광물찌꺼기에 대한 삼출용매의 접촉면적을 최대화할 수 있으며, 이에 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속이 많은 양으로 삼출용액에 삼출될 수 있다.
삼출용매(lixiviant solution)는 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 소정의 유가금속과 반응하는 용매로서, 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 소정의 유가금속이 삼출용매와 반응하여 삼출용매로 삼출(lixiviant)되도록 구성된 용매이다. 일례로, 금(Au) 등이 함유된 광물 또는 광물찌꺼기를 삼출용매인 해수의 염화나트륨과 반응시켜 광물 또는 광물찌꺼기에서 금이온을 삼출시킬 수 있다. 이러한 삼출용매는 유가금속에 따라 그 종류가 달라질 수 있음은 물론이며, 이러한 삼출용매와 이에 반응하는 유가금속에 대한 기술적 특징은 종래의 기술에 따른다.
공압파쇄 프로브 또는 플라즈마 프로브와 삼출용매 주입기가 결합된 상태에서 주입정에 삽입되고, 이에 따라 공압파쇄 및 플라즈마 블라스팅이 이루어지고 난 후, 삼출용매 주입기에서 삼출용매가 분사될 수 있다. 또는 공압파쇄 프로브 또는 플라즈마 프로브와 삼출용매 주입기가 별도로 주입정에 삽입된 상태에서, 공압파쇄 및 플라즈마 블라스팅이 이루어지고 난후 삼출용매가 분사될 수 있음은 물론이다.
이때, 진공펌프와 연통된 진공추출 프로브가 추출정에 삽입된 상태에서, 진공펌프의 작동으로 추출정에 위치된 공기나 액체가 추출되면서 추출정에 진공이 형성되며, 이에 따라 압력구배에 발생되고, 이러한 압력구배로 광산의 내측의 공기나 액체가 추출정으로 유동될 수 있다.
삼출용매 주입기에서 삼출용매가 분사되면서 동시에 추출정에서 진공이 형성되는 바, 삼출용매 주입기에서 분사된 삼출용매가 거시균열 및 미세균열을 따라 유동되되, 추출정이 위치된 방향으로 유동되도록 유도될 수 있다. 즉, 주입정 인근에 추출정이 형성됨에 따라 삼출용매가 유동되어야 하는 방향을 제공할 수 있다.
삼출용매 주입기에서 분사된 삼출용매가 진공상태의 추출정으로 인하여 광산의 내측의 광물 또는 광물찌꺼기가 위치된 방향으로 유동되면서 광산의 내측의 광물 또는 광물찌꺼기와 접촉될 수 있다. 이러한 접촉에 따른 삼출반응으로 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속이 삼출용매로 삼출될 수 있다.
이러한 삼출용매 주입기는 광산의 내측에 삼출용매를 분사할 있는 수단이라면 어떠한 수단도 가능함은 물론이다. 바람직하게는, 지하수 오염을 정화하는 데 있어서 주입정을 통하여 지중으로 약품을 분사하는데 사용되는 약품 주입기를 활용할 수 있다.
S500, S600: 광산의 내측을 거친 삼출용매에 유가금속이 포함된 상태에서, 삼출용매가 추출정으로 유동되고, 추출정으로 유동된 삼출용매가 추출정으로 추출되어 외부로 배출되고, 외부로 배출된 삼출용매에서 용출 등 기타 수단으로 삼출용매에서 유가금속이 분리되어 회수되는 단계
광산의 내측에 위치된 광물 또는 광물찌꺼기에 공압파쇄 및 플라즈마 블라스팅으로 거시균열 및 미세균열이 형성되고, 이러한 거시균열 및 미세균열로 삼출용매가 유동됨에 따라, 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속이 삼출용매와의 반응으로 삼출용매로 삼출된다. 따라서, 주입정으로 주입되어 광산의 내측을 거치고 이후 추출정으로 유동되는 삼출용매에는 유가금속이 포함된 상태이다.
추출정에서의 진공 형성으로 인하여 유가금속이 포함된 삼출용매가 추출정으로 유동되도록 유도될 수 있다.
삼출용매에 유가금속이 포함된 상태에서, 삼출용매가 추출정으로 유동되고, 이후 추출정을 통하여 삼출용매가 추출되어 외부로 배출된다.
외부로 배출된 삼출용매에는 광물 또는 광물찌꺼기에 포함된 유가금속이 광물 또는 광물찌꺼기에서 삼출용매로 삼출된 상태이기에, 외부로 배출된 삼출용매에는 유가금속이 포함되어 있다.
외부로 배출된 삼출용매에서 종래의 기술에 따른 소정의 공정을 통해 유가금속이 분리될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 효과를 설명한다.
도 5는 실험조건이며, 도 6은 실험결과이다. 도 5 및 도 6에서 PPV-II는 본 발명에 따라 진행된 실험군이며, control(b)는 PPV-II 실험이 진행된 지점과 동일한 지점에서 진행된 대조군이다.
추출정에서의 최초로 추출되는 시간, 단위시간당 주입량, 단위시간당 추출량에 대해서, 본 발명에 따른 PPV-II는 대조군 control(b)에 비해 583%, 609.6%, 558.6%의 투수성 증대 효율을나타내고 있다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. (a) 유가금속이 내측에 위치된 광산에 주입정 및 상기 주입정에서 일정한 거리를 두고 위치되는 추출정이 형성되는 단계; 및
    (b) 상기 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 상기 광산의 내측에서 유동됨에 따라 상기 광산의 내측에 거시균열이 형성되거나, 또는 상기 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 상기 광산의 내측에서 전파됨에 따라 상기 광산의 내측에 미세균열이 형성되는 단계를 포함하는 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (c) 상기 (b) 단계 이후, 상기 주입정에 삽입된 삼출용매 주입기에 일정한 압력에 가해짐에 따라 상기 삼출용매 주입기에서 배출된 삼출용매가 상기 광산의 내측으로 유동되는 단계; 및
    (d) 상기 추출정으로 유동되는 삼출용매가 상기 추출정에서 추출되어 외부로 배출되고, 외부로 배출된 삼출용매에 포함된 유가금속이 분리되는 단계를 더 포함하는 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (b) 및 (c) 각 단계에서, 상기 추출정에 삽입된 진공추출 프로브에 의해 지중의 공기나 액체가 상기 추출정으로 추출되어 외부로 배출됨에 따라 상기 추출정에서 진공이 형성되는 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 상기 광산의 내측에서 유동됨에 따라 상기 광산의 내측에 거시균열이 형성되고, 이후 상기 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 상기 광산의 내측에서 전파됨에 따라 상기 광산의 내측에 미세균열이 형성되는 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 주입정에 삽입된 플라즈마 프로브에서 발생된 플라즈마가 상기 광산의 내측에서 전파됨에 따라 상기 광산의 내측에 미세균열이 형성되고, 이후 상기 주입정에 삽입된 공압파쇄 프로브에서 분사된 고압공기가 상기 광산의 내측에서 유동됨에 따라 상기 광산의 내측에 거시균열이 형성되는 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 추출정으로 케이싱(10)이 삽입되며,
    상기 케이싱(10)의 하부에는 다수의 홀로 구성된 스크린(12)이 형성되어 있으며,
    상기 추출정의 내측면과 상기 스크린(12) 사이에 필터재(20)가 위치되며,
    상기 필터재(20)의 내측에 에어버블 분사구(30)가 장착된 상태에서, 상기 에어버블 분사구(30)로부터 분사되는 에어버블이 상기 필터재(20)의 내측으로 유동되는 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법.
PCT/KR2022/002003 2022-02-09 2022-02-09 공압파쇄, 플라즈마 블라스팅, 진공흡입추출 및 에어버블을 이용한 현장 원위치 침출방식의 유가금속 채광방법 WO2023153534A1 (ko)

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