This study was conducted to beneficiation of magnesite by dry grinding and air classification. The raw ore was ground in a ball mill and pin mill controlled with grinding time and linear velocity of grinding media and fractionated in an air classifier. Pin mill is more efficient than the ball mill for liberation. As a result, the MgO grade of concentrate was 47.1% with recovery of 51.51% for classified with 3,000rpm of air classifier for ground at 13,000rpm in pin mill.

뉴칼레도니아 Nakety, Kouaoua, Ouaco 니켈 라테라이트 광상에서 수입하는 가니어라이트 광석의 광물학적 특성을 광학현미경 관찰, X-선 회절 분석과 전자현미분석에 의하여 연구하였다. 녹색 가니어라이트 광석은 교질상, 세포상, boxwork 조직 등 지표 부근의 저온에서 침전에 의한 조직을 잘 나타낸다. 이 광석의 니켈 광석광물은 대부분 니켈 함유 활석~윌렘사이트 계열 광물이며, 일부 리자다이트가 포함되어 있다. 니켈 함유 활석~윌렘사이트 계열 광물 내 NiO의 함량은 Ouaco (평균 40.63%), Nakety (평균 28.58%), Kouaoua (평균 24.90%) 순이며, Mg를 치환하는 Ni 백분율은 43.5~85.0%이다. 암갈색 가니어라이트 광석은 세포상이나 boxwork 조직을 가지며, 주 니켈 광석광물은 리자다이트~니켈 리자다이트 계열 광물에 일부 니켈 함유 활석~윌렘사이트 계열 광물로 구성된다. 리자다이트~니켈 리자다이트 계열 광물 내 NiO의 함량은 1.14~4.06 wt. %이며, Ni/(Mg+Ni) 백분율은 1.7~6.8%인데, 니켈의 함량이 낮은 이유는 팔면체 자리에서 Mg를 치환하는 Fe의 함량이 많은 것에 기인한다.

콩고민주공화국의 중앙아프리카 구리광화대에서 수입하는 Cu-Co 광석의 광물학적 특성을 X-선 회절 분석, 2차원 X-선 회절 분석과 전자현미분석에 의하여 연구하였다. 검은색 광석은 코발트 광석광물인 헤테로제나이트와 구리 광석광물인 공작석, 초록색 광석은 공작석으로 주로 구성된다. 헤테로제나이트는 반사 현미경 하에서 매우 밝은 흰색을 나타내며 X-선 회절 분석에서는 4.39a과 2.316a 피크를 가지는 3R 다형으로 확인된다. 그러나 전형적인 3R형에 비하여 낮은 NiO와 Fe203의 함량으로 미루어 보아, 3R 다형 이외에 2H 다형도 일부 존재하는 것으로 판단된다. 공작석은 반사 현미경하에서 밝은 회색을 나타내며, 화학식은 Cu1.97Co0.02Fe2+0.01CO3(OH)2이다. 헤테로제나이트와 공작석은 중앙아프리카 구리광화대의 광화작용 중 최후기인 표성부화기에 형성되었으며, 코발트는 일차 광석보다는 표성작용에 의하여 형성된 (산)수산화 광석에 더 많이 부화되었을 것으로 추정된다.

본 연구에서는 파쇄 메커니즘이 상이한 파쇄기(함마 크럿셔와 롤 크럿셔)와 파쇄회로(개회로 및 폐회로)를 사용하여 각각의 파쇄기 종류에 따른 백운석 파쇄산물의 입도분포와 파쇄특성에 대해 알아보았다. 함마 크럿셔로 파쇄한 경우, 100 mesh 이하의 미분이 약 34 wt.%로 롤 크럿셔로 파쇄한 경우보다 약 3 배 이상 높았다. 또한 14~25 mesh 산물은 롤 크럿셔로 파쇄할 경우, 함마 크럿셔로 파쇄한 경우에 비하여 약 20 wt.% 이상 많이 생성되었다. 35 mesh 이하의 산물은 함마 크럿셔로 파쇄 시 전체의 약 80 wt.% 정도였다. 두 파쇄기 모두 개회로에 비해 폐회로 파쇄 시 미분의 발생률이 감소하였다. 광석에 따른 적절한 파쇄기 및 파쇄회로의 선택에 따라 목적하는 입도의 산물을 효율적으로 얻을 수 있다.

본 연구에서는 라테라이트광의 건식 분쇄가 니켈 및 코발트의 침출에 미치는 영향을 조사하였다. 시료로 사용한 라테라이트광은 주로 SiO2, Fe2O3, MgO로 이루어져 있으며, 니켈과 코발트의 함량은 0.81% Ni, 0.02% Co이었다. 주 구성 광물은 리자다이트와 석영이며, 미량의 포스터라이트와 엔스터타이트를 함유하고 있었다. 분쇄가 진행됨에 따라 시료의 평균입도, 비표면적, 밀도는 감소하는 경향을 보였으며, X-선 회절분석을 통해 리자다이트의 비정질화가 진행됨을 확인하였다. 분쇄에 의한 석영의 물성변화는 나타나지 않았으나, 리자다이트의 Mg-OH 결합이 파괴됨으로써 니켈 및 코발트의 침출율이 향상됨을 알 수 있었다. 분쇄가 진행됨에 따라 니켈과 코발트의 침출율은 증가하였으며, 60분 분쇄한 시료의 경우, 사용한 무기산의 종류에 관계없이 니켈과 코발트의 침출율은 약 80%로 나타났다.

석탄가스화는 청정석탄이용기술의 한 분야로 최근 국제 유가의 급격한 변동과 더불어 매우 각광을 받고 있는 기술이다. 본 연구에서는 중국 내몽고 지역의 저급석탄을 출발물질로 가스화를 위한 광학적 특성, X선 분광특성, X선 회절특성, 광물학적 특성, 건조특성 등을 분석하였다. 분석결과 석탄의 등급은 slagging성과 fouling성이 매우 낮으며 착화온도가 250℃ 정도인 brown coal인 것으로 조사되었고, 석영, 능철석, 점토광물 등이 주요 불순물로 혼재하는 것을 알 수 있었다. 또한 초기 수분이 28%로 매우 높기 때문에 이를 쉽게 건조하기 위한 방법으로 열풍건조와 마이크로웨이브 건조기술을 적용하여 비교한 결과, 마이크로웨이브를 이용한 건조가 좀 더 효과적인 것을 알 수 있었다.

고순도 니켈 금속염으로부터 미세하고 입도가 균일한 니켈 분말 직접 제조 연구를 수행하였다. 구형의 형상을 갖는 미세한 니켈 분말을 제조하기 위하여 입도제어가 가능한 슬러리환원법을 사용하였다. 제조된 니켈 분말에 화학성분, 입도, X선회절, 주사전자현미경 분석을 실시하여 니켈 분말의 특성을 조사하였다. 환원제로 하이드라진(hydrazine)을 사용하고, 4.5 M NaOH에서 90분 반응시켜 약 100~200 nm의 입도를 가진 분산도가 양호한 구형의 니켈 분말을 제조할 수 있었다.

니켈 라테라이트광 황산침출액에 함유된 니켈과 코발트를 마그네슘으로부터 분리하는 것은 유가금속의 회수측면에서 중요하다. 세 금속간의 분리성을 조사하기 위해 니켈과 코발트 및 마그네슘이 단독으로 존재하는 황산용액과 혼합용액에서 Diphonix 수지에 의한 흡착거동을 조사하였다. 금속 농도는 100 ppm으로 고정시키고 황산용액의 pH를 5에서 7사이로 변화시켰다. 상온에서 Diphonix에 의한 세 금속이온의 흡착거동은 Langmuir 등온곡선과 잘 일치하였으며, 각 금속의 최대흡착량을 구했다. 세 금속이 혼합된 합성용액에서 Diphonix 농도에 따른 세 금속이온의 흡착거동은 동일하였으며 Diphonix 수지로 니켈과 코발트를 마그네슘으로부터 분리하는 것은 어렵다.

본 연구는 고령토, 유황, 소다회, 규석 그리고 송진을 원료로 군청안료 제조기술 개발을 위하여 환원소성 방법 및 조건, 산화 조건 규명을 위하여 2 kg/회 규모의 회분식 실험을 수행하였다. 환원 소성 및 산화 공정에서 분말 형태로 소성할 경우 열전도율이 낮아 규모가 커짐에 따라 반응물 내 외부 온도차가 커져 소성 시간이 길어지고 반응 생성물이 불균일한 결과를 보였다. 군청의 색상은 원료 중의 성상, 소성 조건에 대단히 민감하며 동일한 원료에 대해서도 재현성이 낮았다. 환원 소성 시 승온율은 군청 생성에 매우 중요한 인자이며 분말 소성 시 소성 규모에 따라 값이 달라진다. 본 연구에서 사용한 3 l, 용량일 경우 승온율 0.6℃/min, 반응온도 850℃ 그리고 반응시간은 4시간 이상이 필요하였다. 녹색군청의 산화 공정에서 필요한 공기 양은 녹색군청 kg당 500~550 l 이고 적정한 반응온도는 500~550℃에서 청색(-b*) 값이 가장 높았다.

필리핀 만카얀 지역의 빅토리아 광산에서 입수한 금 은 광석으로부터 금 은 성분의 회수율을 높이기 위해 지질 및 광물학적 특성, 금과 은의 수반상태, 파 분쇄에 따른 단체 분리도, 체 분리에 의한 분립 특성과 요동테이블에 의한 비중 선별 특성을 연구하였다. 필리핀산 금 은 광석은 황철석, 섬아연석, 방연석 등의 황화광물과 석영 및 점토 등의 맥석 광물로 구성되었다. 금 은 성분은 황철석, 섬아연석, 방연석 등의 황화광물에 주로 수반되어 있었다. 황화광물 결정의 크기는 100μm에서 1μm 이하까지 광범위한 입도분포를 갖기 때문에 금 은이 수반된 황화광물의 단체분리도를 높이기 위해서는 금 은 광석을 최소한 100μm 이하로 매우 작게 분쇄해야 하는 것으로 나타났다. 금 은 광석을 Jaw crusher → cone crusher → rod mill 등으로 단계적으로 파.분쇄하여 입도(d90)를 100μm 이하로 조절하면 단체분리도가 92% 정도까지 높아졌다. 금 은 성분이 함유된 황화광물의 결정이 100μm 이하의 입단에서 고르게 분포되어 있기 때문에 체질에 의한 분립 방법으로는 금 은을 수반한 황화광물을 선택적으로 분리하여 회수할 수 없었다. 파 분쇄한 금 은 광석을 체로 분립한 후 요동테이블로 비중 선별한 결과, 정광에는 황화광물이 주로 농축되어 금과 은의 품위가 각각 40 ppm 및 140 ppm까지 높아졌다. 이때 정광의 금 실수율은 거의 100%에 이르지만, 은 실수율은 50% 수준에 불과하였다.

볼 밀과 임팩트 밀의 분쇄율에 따른 단체분리(선택적 분쇄)와 공기 분급에 의한 고령토 광물의 성세특성을 조사하였다. 원광석을 볼 밀과 임팩트 밀로 분쇄하여 325 mesh 이하 미립자의 생성율을 유사하게 조절하였으며 미립자에 대한 화학성분을 분석함으로써 선택적 분쇄 특성을 조사하였다. 분쇄된 시료는 공기 분급기를 사용하여 미립자와 굵은 입자로 분리하고 각 산물에 대한 화학조성분석을 통하여 분쇄 방식에 따른 정제효과를 비교하였다. 볼 밀과 임팩트 밀 모두 분쇄율이 높아질수록 미립자의 고령토 품위는 낮아지는 경향을 나타내었다. 특히 볼 밀의 경우에서 석영, 장석과 같은 불순광물의 혼입으로 인해 미립자의 불순물 함량이 높아짐을 알 수 있었다. 볼 밀의 경우 공기 분급기의 분급점을 43 μm로 하면 정광의 생산율은 66.2 wt%이었으며 철성분 제거율은 5.3%, 칼슘성분 제거율은 34.6%로 나타났다. 반면 임팩트 밀을 사용하여 동일한 조건으로 분쇄 후 분급한 산물의 정광 생산율은 64.4 wt%이며 철성분 제거율은 34.2%, 칼슘성분 제거율은 67.6%, 티탄성분 제거율은 25.0%를 나타내어 임팩트 밀의 경우가 불순물의 제거에 우수한 결과를 보였다.

선택분쇄 및 분급 기술에 의한 영동지역에 산출하는 일라이트에 대한 정제연구를 수행하였다. 원광의 주 구성광물은 석영과 일라이트이며, 황철석과 섬아연석, 황동석 등과 같은 황화광물들이 소량 수반된다. 습식 해쇄 후 체가름 결과, 미립자로 갈수록 Al₂O₃, K₂O 함량 및 강열감량은 높아지며, SiO₂ 함량은 낮아졌으며, Fe₂O₃의 함량은 굵은 입자가 다소 낮았으나 입도에 관계없이 비교적 균일하게 나타났다. 단체분리를 위한 충격식 분쇄기의 분쇄매체의 선속도가 증가함에 따라 미립자 생성율은 증가되었으며, 분급과정에서의 미립자 회수율 역시 증가되었다. 분쇄매체의 선속도를 57.6 m/sec로 조절하여 선택분쇄 후 최적의 조건으로 분급하면 정제산물을 76.16 wt% 정도 생산할 수 있었다. 정제산물의 화학조성은 SiO₂70.13%, Al₂O₃ 19.40%, Fe₂O₃ 1.62%, K₂O 5.20%, Ig.loss 2.77%이었다. 본 연구에서 사용한 정제공정은 비금속 광물의 정제와 입도조절 공정을 동시에 행할 수 있는 유용한 기술임을 알 수 있었다.