세계 최초 진정한 환경 친화적 광물가공공장 ‘Avimetal’

Coronet Metals US Inc.의 관계회사인 Avimetal은 한국의 광산에 5백만달러 규모의 친환경 광물 가공 플랜트 설치 계약을 체결했으며, 6월 말까지 첫 번째 플랜트 설비를 완공할 예정이다. 

Avimetal은 Coronet Metals US Inc.와 광물자원 개발을 공동으로 추진하고 있는 미국 법인 회사로, 카드뮴(cadmium), 시안화물(cyanide), 수은 등 중금속을 처리할 수 있는 솔루션을 개발하였으며 국내에 지사를 두고 있다.

Avimetal은 지난 10년 동안 광미와 슬래그 처리를 위한 연구 개발을 진행하였으며, 원자재에 함유된 귀금속 및 유가금속 등 기본 금속을 회수하기 위한 환경 친화적인 처리 프로세스를 독자적으로 구축하였다고 밝혔다.

플랜트 설비가 진행중인 한국의 운주광산은 일제강점기 때부터 1997년까지 개발된 곳으로, 지난해 12월 버려진 광산을 재개발하기 위해 전북도에 광산면허를 신청하였으나 올해 1월 산지관리법 위반 등 환경적 요인으로 승인을 받지 못하였다.

운주광산 인근 논산시 양촌면 주민들은 "운주광산이 재개발되면 논산의 주요 관광 휴양지인 탑정호와 논산의 하천이 오염될 뿐만 아니라 딸기와 양상추 등 친환경 농산물도 큰 피해를 입을 것"이라며 항의하고 있다.

논산시는 지난달 18일 황명선 시장명의 발표에서 "운주광산이 개발되면 논산농가가 환경적으로 영향을 받을 우려가 있다"고 밝혔다.

현재 운주광산은 시안화물과 카드뮴에 의해 오염된 약 100만 톤의 광미를 가지고 있다. 현재의 시점에도 버려진 광산의 광미 퇴적물은 인근 하천과 농지의 토양을 오염시키는 주요 원인이 되고 있다. 일반적으로 폐 광산의 방치로 인한 환경오염 현상이 발생하기 시작하면 장기간 지속적으로 발생하고 치유 및 복원을 위해 상당한 노력과 비용이 필요하다. 또한 폐 광산으로 인한 피해는 자연 환경 및 생활 환경과도 밀접한 관련이 있으므로 많은 민원의 대상이 되고 있다. 정부는 국가사업으로서 기존 광미 매립지에서 산성 침출 및 시안화물의 토양 오염과 지하수 오염을 방지하기 위해 매년 환경정비 사업을 진행하고 있다.

운주광산의 소유주인 시몬코리아는 에이비메탈의 기술을 활용해 보유하고 있는 100만톤의 광미를 정리한 후 지하 광산을 더욱 발전시켜 후속 조치를 취할 예정이다. 

Avimetal은 분쇄, 밀링, 건조, 정전기 분류, 소금물 사용 사이클론 전기 위닝 시스템 및 100 % 폐수 재활용 시스템으로 공장을 설계했다. 

기존 채굴 공정에는 물과 거품이 떠있는 중력 농도를 사용하여 많은 양의 물과 화학 물질을 사용해야 한다. 

이러한 환경 문제를 대체하기 위해 Avimetal의 시스템은 광물 분쇄 가공공정에서 기존의 분쇄기 성능을 뛰어넘는 미세 밀링 시스템을 개발하여 최대 400 ~600 메쉬의 크기로 작업하도록 하였으며, 이는 미세 입자화 된 금 광석의 추출을 위한 최적의 가공 공정으로 중요한 요소이다. 대부분의 금 입자는 매우 미세하고 보이지 않는 (미세금은 미크론 크기) 실리카에 의해 쌓여 있다. 입자가 더 세밀하게 가공될 수록 금 추출에 용이하다. 

Avimetal의 환경 친화적인 광물 가공 기술은 모든 공정이 수많은 물과 독성 화학 물질을 사용하는 데 의존하는 전 세계 광산 산업에서 혁명을 가져올 것으로 보인다.

초미세 미크로네이션 밀링의 출현은 실리카 구조의 입자를 미세하게 분쇄하여 미세 입자화 된 귀금속 회수를 가능하게 함으로서 광물 가공 산업에 혁명을 일으킬 수 있는 기능으로 만들어졌다. 초미세 랩터는 회전 임펠러의 기계적 충격을 통해 토네이도/소용돌이 공기 흐름을 만들어 이를 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 회전 로터와 홈 슬로프의 뒷면에서 발생하는 집중적인 소용돌이 공기 흐름과 고주파의 기압 진동을 통해 이를 달성할 수 있다. 투입된 재료는 공기흐름에 의해 기계장치로 이동한다. 투입된 자료를 포함하는 공기 흐름은 입구의 나선형 챔버에서 천천히 내부로 투입되고, 균등하게 밀링 챔버로 전송된다.

에이비메탈의 정전기 분류기는 정전기의 원리를 기반으로 하고 있다. 정전기 분류기는 오래 전에 업계에서 사용되었으며 제조단가, 처리용량 및 미세입자 분류 유무 등의 요인으로 인해 광산 산업에 사용이 제한되어 왔다. 

중력과 정전기 분류: 정전기 분리기에는 두 가지 주요 유형이 있다. 비슷한 방식으로 작동하지만 입자에 적용된 힘은 다르다. 각각의 분류기 모두 전기 역학 분리기이다. 

고장력 롤러 또는 정전기 분리기. 고장력 롤러에서 입자는 코로나 방전으로 충전되며, 이 방전은 드럼으로 이동하는 입자를 충전한다. 전도 입자는 드럼에 대한 전하를 잃고 중심 가속으로 드럼에서 제거된다. 정전기 플레이트 분리기는 충전된 양극을 지나 입자스트림을 전달하여 작동한다. 다음으로, 도체는 플레이트에 전자를 잃고 양극에 유도된 매력으로 인해 다른 입자에서 멀리 당겨야된다. 이 분리기는 75와 250 미크론 사이의 입자에 사용되며, 이는 광석의 미크론 크기 및 시간당 100kg 미만의 용량으로 인해 미네랄 분리에 적용되지 않는다. MIT는 미크론 크기의 작은 입자에서 작동하고 분당 5 톤의 대용량 분리 용량을 가지고 있는 벨트 유형 분리기(belt type 분리기)를 개발했지만 단위 비용은 수백만 달러에 달한다.

Avimetal의 정전기 분리기는 그래핀 지향 양극 플레이트와 음극 쌍의 4 단계가 있는 플레이트 유형을 포함하고 있으며, 시간당 5톤을 치료할 수 있으며, 저비용으로 흑연의 초전도도의 이점을 사용하여 미크론 크기를 분리할 수 있다. 또한 광부가 몇 시간 안에 기계를 조립하고 볼륨 비율의 20 배로 운송 할 때 물류 비용을 절약할 수 있는 전체 인식 다운 (FKD) 키트 개념이다. 정전기 분리기는 저에너지 충전 빔에서 질량으로 입자를 분리하는 장치이며, 코로나 방전 원리에 따라 작동하며, 두 개의 플레이트가 가까이 배치되고 고전압이 적용된다. 이 고전압은 이온화된 입자를 분리하는 데 사용된다. 정전기 분리는 정전기 전하를 사용하여 분쇄된 재료 입자를 분리하는 프로세스이다. 이 프로세스는 광석에서 귀중한 물질을 제거하는 데 도움이 될 수 있다.

일반적으로 정전기 충전은 다르게 충전된 물질을 유치하거나 격퇴하는 데 사용된다. 사분면 롤러 전기 선별기는 전기 광물 분리의 주요 장비 중 하나이다다. 롤러 타입의 단점은 대부분의 귀금속 형태가 작은 미크론 크기로 들어와 분리의 낮은 용량을 가지고 있기 때문에 미크론 크기를 분리하기위한 한계다. MIT는 미세 입자와 대용량에서 처리할 수 있는 능력을 입증 한 트리보 정전기 벨트 분리기를 개발했다. 이러한 이유로, 우리는 롤러 타입과 벨트 형 상관의 조합인 저비용 정전기 분리기를 개발했다. 당사의 플레이트 타입은 수직으로 배치되어 있으며, 8쌍의 플레이트가 시스템에 등장한다. 이 시스템의 장점은 경쟁사와 비교하여 컴팩트한 크기, 낮은 판매 가격, 미크론 크기 분리 기능, 대용량 생산 능력 및 저전력 사용이다. 

에이비메탈의 건식 농도 기술은 피추 리오 골드(Picchu Rio Gold Inc.)가 페루 퀴라밤바에서 처음으로 성공적으로 상용화되었다. 페루의 채굴 허가는 수은과 시안화물에 의한 아마존 강 하류의 물 오염으로 인해 2012년부터 중단되었다. 2018년 픽추 리오 골드는 2018년 이후 처음으로 처리 허가를 받았다. 페루 정부는 Avimetal의 건조 농도 기술의 사용을 허용하는 EPA 규칙을 합법화.  Avimetal 회사는 폐수 없이 건조 농도, 밀링 및 비 시안 침출 시스템을 제공하는 선도적인 기술 개척지이다.

◇정제소 

건조 농축 재료의 귀중금속은 광석 내용물의 특성에 따라 냉혈장, 온수 플라즈마 가스화 또는 사이클론 전기 위닝 시스템에 의해 더욱 정제될 수 있으며, 그 다음으로 NaCl(염수) hypochlorite 침출이 뒤따른다. 

◇콜드 플라즈마 시스템 

플라즈마는 "플라즈마"라는 물질의 고급 상태를 사용하는 새로운 – 잠재적으로 혁명적 인 시스템이지만, 또한 플라즈마의 매우 특별한 유형, "콜드 플라즈마"로 알려진 것을 주의하는 것이 중요하다. "제4의 물질 상태"라고도 불리는 플라즈마는 가스처럼 작동하지만 이온화되었다는 사실로 인해 와이어와 같은 전기를 전도한다. 플라즈마는 여러 과학 및 산업 응용 분야에서 중요한 역할을 한다. 이 독특한 시스템은 리처드 우드포드와 제임스 김에 의해 발명되었으며 야금 정제 응용 프로그램을 위해 상용화 될 것이. DC 펄스 전력이 적용될 때 가스내의 수소 분자는 이온화되어 다른 라디칼이 생성된다. 이러한 과정에서 수소의 정제 능력이 향상된다. 라디칼이 용융 표면에 도달하면 불순물과 반응하여 NH3, H2S 및 PH3와 같은 휘발성 화합물을 형성한다. 화합물은 용융에 용해되지 않으므로 유창한 가스로 운반ㄷ다. 마지막으로 불순물 원소는 금속에서 제거된다. 냉혈장 장치의 실시예는 양성 전극, 음극, 멤브레인 및 교반기를 가진 반응기를 갖는다. 전극은 화씨 65 내지 120도 범위에서 온도를 갖는 냉혈과 함께 냉혈을 생성하도록 구성된다. 멤브레인과 전극은 우리의 독점적 인 기술이며, 전해질은 또한 우리의 독점적 인 화학 물질을 가진 Nacl이다. 금속은 PH 레벨을 조정하여 복구된다. 

◇핫 플라즈마 시스템 

시장은 광산 산업에서 금속의 헤드 광석 및 슬래그 농도 및 정제 기술에 대한 보다 경제적이고 효율적인 기술이 필요하며, 금 광석, 슬래그 및 기타 재료의 브레이크 Even Point (BEP)는 금 톤당 최소 0.2 온스이다. 남서부 지역에서 0.2 OPT 이하와 0.1 OPT 이상의 재료가 수반되며, 플라즈마 가스화 기술은 지난 10년 동안 슬래그 또는 광석에서 부가가치 금속을 회수하는 데 도움이 되는 것으로 입증되었다. 플라즈마 가스화는 플라즈마 사용을 통해 유기물을 합성 가스, 전기 및 슬래그로 변환하는 프로세스이다. 전기 아크로 구동되는 플라즈마 토치는 가스를 이온화하고 유기물을 합성 가스 및 고체 폐기물로 촉매하는 데 사용된다. 그러나 플라즈마 플랜트의 비용은 매우 비싸고 소량의 생산 용량으로 제한된다. 실제로 설치 주문의 소요 시간은 1년에서 2년이며 많은 공간이 필요하다. 

Avimetal는 소형 RF 플라즈마 가스화 시스템에 대한 저렴한 저비용을 120KW 시스템에서 960KW 시스템으로 개발하여 한 시스템에 여러 피더와 토치를 구현하여 병렬로 설치하고 용량을 늘릴 수 있다. 턴키 시스템의 모듈식 컨셉이며 간단한 플러그인 시스템이다.

◇사이클론 전기 위닝 

사이클론 전기 위닝 기술은 이러한 솔루션을 처리하고 포함된 금속을 공정으로 반환하는 요구 사항을 극복하기위한 간단한 단일 단계 방법으로 기존의 전기 위닝에 비해 많은 중요한 이점을 가지고 있다. 그것의 주요 장점은 사이클론 전기 우승 기술은 기존의 탱크에 적용되는 것보다 상당히 높은 전류 밀도에서 적용할 수 있다는 것이다. 그 결과 음극의 평방 미터 당 생산 속도가 크게 증가하고 자본 비용을 낮추는 결과이다. 엔지니어링 관점에서 사이클론 전기 위닝 회로는 매우 간단하며 움직이는 부품이 거의 없다. 그것은 건설모듈식이며, 점진적 설치/확장 및 재배치의 용이성에 적합하다. 기술이 높은 전류 효율과 제품 품질을 유지하는 작동 창은 매우 광범위하며, 기술의 고유한 특징 중 하나는 매우 낮은 농도까지 효율적으로 전기 위닝 금속의 기능이다. 셀은 완전히 밀폐되어 있으며, 건물 및 인프라의 자본 비용을 초래하고 잠재적으로 상당한 절감으로 산성 안개 문제가 발생하지 않는다.

높은 제품 품질을 유지하기 위해 첨가제는 사용되지 않으며 전기 위닝은 일반적으로 주변 온도에서 수행된다. 사이클론 전기 위닝셀은 종래의 세포보다 용액에서 오염 물질을 더 관대하다. 높은 질량 수송 기능은 대상 금속의 회수를 극대화하여 다른 금속의 공동 도금을 최소화한다. 그것의 폐쇄된 자연과 세포에 "물 라인"의 부족은 또한 긴장된 유기물과 염화물에 상당히 높은 내성을 초래한다. 표준 구성에서 셀에는 납 기반 양극이 포함되어 있지 않으므로 제품의 오염의 잠재적 인 원인을 제외한다. 전기 위닝 회로의 자본 비용은 특히 작동 크기를 고려할 때 상대적으로 낮다. 단일 사이클론 전기 위닝 셀에는 음극 (Ti 시작 시트)과 독점적 인 하나의 양극 (그래 핀 코팅 Ti 복합체)만 있다. 자격을 갖춘 전해질은 독점적인 물 터빈의 바닥에서 사이클론 전기 위닝 셀로 펌핑된 다음 빠른 속도로 셀을 통과한다. 전해질의 Cu2+ 함량은 감소하고 구리 음극은 티 음극에 침전된다. 근처에서 산소는 음극을 생성한 다음 세포에서 배출된다. 다음으로, 큰 산미스트 처리 시스템에서 수집 및 처리된다. 최종 구리 음극은 23시간 주기당 약 70~75kg을 기록한다.    

문의: 1-470-564-9993, jgim@coronetpm.com

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