고순도 금속급 실리콘 제조에서는 원료가 되는 실리카 광물의 SiO2 품위가 매우 중요한 요소이다. 베트남 규사광에 대한 광물학적 분석결과를 토대로, 석영과 불순광물의 광물학적 특성차이를 이용하는 분급, 비중 및 자력선별을 포함하는 물리적 종합정제공정을 구성하여 적용시켰다. SiO2 품위 99.8 wt% 이상의 고순도 규사 정광을 93 wt% 이상 회수하였다. 이러한 고순도 규사 정광은 금속급 실리콘의 순도 규격에 적합하였다.

수열법에 의하여 합성된 헥토라이트의 물리화학적 특성을 연구하였다. 조건에 따른 저면간격의 변화양상을 관찰하기 위하여, 가열실험, pH 변화실험 및 유기용매 치환 실험을 수행하였으며, 헥토라이트의 특성평가를 위하여 IR 및 CEC, MB, 팽윤도, 비료면적 등을 측정하였다. 또한 헥토라이트의 기능성 향상을 위한 타물질과의 혼합 가능 고액비를 측정하였다. 가열 실험결과, (001)면의 저면간격은 12.63 a (상온)으로부터 10.19 a (650℃)으로 감소하였고, pH 7인 경우 가장 낮은 저면간격(13.33 a)을 보인 반면, 이를 기준점으로 pH 〉 7과 pH 〈 7인 영역에서 점차 증가하는 추세를 보였다. 유기용매 치환 시, (001)면의 저면간격은 디에틸에테의(12.86 a), 아세토니트릴(13.31a), 메칠알콜(13.59 a), 에칠알콜(14.05 a), 아세톤(15.69 a) 및 에틸렌 글리콜(17.42 a) 순으로 증가하였다. IR 분석 결과, 기존 타연구자들의 결과와 일치하였으며, 치토라이트의 CEC, MB, 팽윤도 및 비교면적은 각각 105 cmol/, 80 cmol/kg, 68~74ml/2g 및 213m2/g이었다. 또한 헥토라이트의 기능성 향상을 위한 타물질과의 혼합 가능비(헥토라이트/증류수)는 2/100 이하임을 확인하였다.

배연탈황석고 및 인산부산석고에 함유된 부착수분을 마이크로파에 의한 직접 내부 가열 방법으로 증발시켜 건조하고자 하였다. 700 W, 1,000 W, 1,700 W의 출력인 마그네트론에서 발생된 2.45 GHz의 마이크로파로 배연탈황석고와 인산부산석고를 가열한 결과, 마이크로파 출력의 세기를 700 W에서 1,700 W로 높임에 따라 부착수의 증발시간이 10분에서 3분으로 단축되었고, 이수석고는 베타형 반수석고로 변질되었다. 그러나 베타형 반수석고는 무수석고로 변질되지 않았다.

본 연구에서는 0.1~0.3mm 입도의 규석을 대상으로 물리적 선별공정을 적용하였을 때의 정제효과를 조사하였다. SiO2 품위가 99.41 wt.%, 99.54 wt.%이고 불순물 함량이 각각 5,864 mg/kg과 4,568 mg/kg인 시료에 대하여 자력선별, 비중선별 및 scrubbing 공정을 단계별로 적용시킨 결과, 주요 불순물인 철 성분은 자력선별에 의하여, 알루미늄 성분은 비중선별에 의해 효과적으로 제거되었다. 최종 정제산물의 SiO2 품위는 99.98 wt.%였으며, 산출율은 각각 79.05 wt.%와 75.43 wt.%였다. 이때 불순물의 함유량은 각각 126 mg/kg, 174 mg/kg을 나타내어, 불순물의 제거율은 97.85wt.%, 96.19 wt.%였다. 따라서 물리적 분리 선별에 의하여 저급 품위(Low grade)의 규석을 불순물 함유량이 200 mg/kg 이하인 중 고급 품위(Medium-high grade) 이상으로의 품위 향상이 가능하였다.

초음파 해쇄, 침강 분리 및 원심 분리 등의 물리적 처리 기술을 적용하여 감포 13호 및 35호 광구의 벤토나이트 원광석으로부터 몬모릴로나이트를 선택적으로 회수할 수 있는 습식 고순도화 공정 특성을 연구 개발하였다. 초음파를 이용한 해쇄는 슬러리의 농도가 7 wt.%인 경우 우수한 해쇄 결과를 나타냈으며 감포 13호의 경우는 30분, 감포 35호의 경우는 10분 이내에 대부분의 해쇄가 종료되었다. 30분간 침강 분리를 행한 결과 감포 13호은 원광의 약 52 wt.%, 감포 35호는 약 64wt.%를 정제된 산물로 회수하였으며, CEC는 각각 119.4, 124.5 meq/100 g이었다. 원심 분리를 이용한 입자 분리 결과, 원심 분리기의 회전수 1,000 rpm 이내에서 석영, 장석 등 대부분의 불순 광물들이 분리 제거되었다.

파·분쇄, 체가름, 자력 및 비중 선별과 같은 건식 처리 기술을 이용하여 벤토나이트 광의 고순도화 특성을 고찰하였다. 시료로 사용한 감포 13호 및 감포 35호 시료의 CEC는 88.3, 93.3 meq/100 g이었으며, 석영, 장석과 같은 불순 광물을 함유하고 있었다. 벤토나이트를 구성하는 광물들의 물리적 특성차이를 이용한 정제 기술을 적용함으로써 몬모릴로나이트의 품위를 향상시킬 수 있었으며, 이들의 복합 공정에 의한 처리 결과 고품위의 몬모릴로나이트를 회수할 수 있었다. 복합 공정에 의한 처리 결과, 감포 13호와 35호의 회수율은 각각 68.6, 45.9%이었으며 회수된 산물의 CEC 는 96.9, 109.6 meq/100 g으로 나타났다.