상동광산 광물찌꺼기의 광물학적 특성 연구

김민식,강헌찬 한국자원공학회 2014 한국자원공학회지 Vol.51 No.6

The purpose of this study was to investigate the mineralogical characterization of Sangdong minetailings as a basic research for the removal of heavy metals. The result of particle size analysis shows that theamount of particulate under 400 mesh constituted about 52%. When the tailings of Sangdong mine were analyzedby the Method of the Korean Ministry of Environment in soil, the concentration of As was found to be at aserious level (386 mg/kg), exceeding countermeasure standard (75 mg/kg for agricultural area and the concentrationof As increases as the particle size decreases. In order to identify the minerals of heavy metals, SEM/EDS analysiswas performed after observation under the stereomicroscope. From the result of SEM/EDS analysis, there areseveral mineral such as molybdenite, scheelite, pyrite, galena, tenorite, arsenopyrite. After Heavy-liquid separationwas performed, the sink were then analyzed by the XRD method. The sink mostly consists of bornite, galena,sphalerite and arsenopyrite. 상동광산 광물찌꺼기로부터 중금속을 제거하기 위한 기초연구로 상동광산 광물찌꺼기의 광물학적 특성 연구를 실시하였다. 입도분석을 위해 광물찌꺼기를 해쇄한 후 입도분석을 실시하였고, 그 결과 400 mesh이하의 입자가 약 52%존재하고 있었다. 토양오염공정시험법으로 중금속 함량을 분석한 결과, As가 386 mg/kg으로 1지역 대책기준치를 초과하고 있었다. 중금속 형태를 규명하기 위해 실체 현미경을 통해 중금속 입자들을관측한 후 SEM/EDS 분석한 결과, 휘수연석, 회중석, 황철석과 방연석, 테노라이트, 황비철석을 관측할 수 있었다. 중액 시약을 사용하여 부상물과 침강물로 분리한 후, 침강물을 XRD 분석한 결과 반동석과 방연석, 섬아연석이 존재하였고 As의 경우 황비철석으로 존재하고 있었다.

부유선별(浮遊選別)에 의한 상동광산(鑛山) 광물(鑛物)찌꺼기의 As 제거(除去) 연구(硏究)

김민식,이상호,박미정,최홍일,양인재,강헌찬,Kim, Min Sik,Lee, Sang Ho,Park, Mi Jeong,Choe, Hong Il,Yang, In Jae,Kang, Heon Chan 한국자원리싸이클링학회 2013 資源 리싸이클링 Vol.22 No.5

상동광산 광물찌꺼기로부터 As를 제거하기 위하여 부유선별을 실시하였다. 상동광산 광물찌꺼기를 토양오염공정시험법으로 분석한 결과, As가 282 mg/kg 으로 1지역 대책기준(75 mg/kg)을 초과하고 있어 심각한 수준 이였다. 먼저 포수제와 기포제를 K.A.X와 DF250으로 선정 한 후, pH 변화에 따른 실험을 통해 pH 6일 때 제거율이 91%로 성적이 가장 우수하였다. 교반속도(rpm)에 따른 실험에서는 rpm이 1,500일 때 As 제거율이 80%로 가장 높았다. K.A.X 첨가량에 따른 실험에서는 300 g/ton 에서 93%로 높은 제거효율을 보였으며, 광액의 농도에 따른 실험에서는 30%일 때 93%의 높은 제거효율을 보였으며 침강물의 As 함량이 22.5 mg/kg으로 1지역 대책기준(75 mg/kg)을 초과하던 As를 1지역 우려기준치(25 mg/kg) 이하로 만족시킬 수 있었고, 최종적으로 상동광산 광물찌꺼기로부터 As를 원천적으로 제거할 수 있었다. Froth flotation was performed to remove As from the tailing of Sangdong Mine. When the tailings of Sangdong Mine were analyzed by the Standard Method for the Soil Environment Conservation, the concentration of As was found to be at a serious level (282 mg/kg), exceeding countermeasure standard (75 mg/kg). Froth flotation was performed to remove As and preliminary tests were performed to select the reagents. Specifically, froth flotation was performed using collector and frother, KAX and DF250 respectively. An experiment based on pH changes found that the removal rate was highest at pH6. The removal rate of As was highest at agitating rate 1500 according to the agitating rate. In the experiment based on the quantities of KAX added, the removal rate of As was found to be highest at 300 g/ton and was reduced at higher levels than 300 g/ton. An experiment based on pulp density found that the removal rate was highest at pulp density 30%. It was possible to adjust the As level -- which exceeded countermeasure standard (75 mg/kg) -- to 22.5mg/kg to satisfy the Warning standard (25 mg/kg), from the results of froth flotation.

상동광산 광물찌꺼기를 이용한 경량기포콘크리트에서 Al분말에 의한 기공의 분포 특성

황민수,김소연,남정흠,김홍기,강헌찬 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

강원도 영월군에 위치한 상동광산은 1916년부터 약 80년간 가행되었으며 단일광산 생산량으로는 국내 최대 규모로 개발되어진 중석광산으로 연간 60만톤의 광석을 처리 할 수 있는 선광시설을 보유하고 있던 광산이다. 이에 발생한 광물찌꺼기는 현재 두 개의 폐재댐에 약1200만톤이 적치되어 있으며 다양한 중금속들이 함유되어 있어, 주변 수계 및 토양, 농경지로의 유입으로 인한 심각한 환경문제를 유발하고 있다. 또한 최근 상동광산 재개발이 진행됨에 따라 대량의 광물찌꺼기가 다시 발생할 것으로 예상되어지므로 그에 따른 적치장 부지의 부족 등 광물찌꺼기 처리의 문제를 해결하기 위한 재활용 방안이 시급한 실정이다. 본 연구자들은 상동광산 광물찌꺼기의 화학조성이 건축재료에서 사용되어지는 규산질원료인 모래와 유사한 점을 활용하여 건식경량벽체로서의 재활용을 고려하였다. 현재 국내 건식경량벽체는 건물의 초고층화 현상과 맞물려 건축물의 자중을 줄이기 위해 사용되어지고 있으나 단열 및 흡음재로서의 성능 부족으로 인하여 화재 발생시, 화재 확산의 원인과 유해가스 발생 및 층간소음으로 인한 주민들간의 분쟁을 유발하는 등, 성능의 증대가 요구 되고 있다. 반면, 경량기포콘크리트에서 Al분말 첨가를 통해 생성된 기공은 단열 및 흡음효과와 경량화를 극대화 시킬 수 있는 요소이기 때문에 광물찌꺼기를 이용한 경량기포콘크리트에서 Al분말에 의한 생성된 기공의 분포 특성에 대한 연구를 진행하였다. 먼저 시료의 입도 분석을 실시한 결과 500mesh 이하의 미립입자의 양이 전체의 54%이상으로 다른 금속광산 광물찌꺼기들에 비해 상당히 다량의 미립입자들이 포함되어 있음을 확인했다. 다음으로는 Al분말 첨가에 따른 기공 크기 분석에 앞서 다른 화학 혼화제들의 첨가량을 선정하기 위해 각 혼화제 첨가에 따른 flow 실험을 진행하였고 측정 결과, 기본 배합비는 각각 시멘트 대비 물량 70%, Al분말 0.1%, 멜라민 0.4%, S.D.S 0.3%, 광물찌꺼기 함량 120%로 선정하였다. 선정 후 Al분말 첨가량에 변화를 주며 샘플을 제작하였고 제작한 샘플의 기공의 크기를 측정하기 위해 Image Analysis Program을 사용하여 각 샘플별 기공의 분포특성 분석을 진행하였다.

상동광산 석영맥의 조직 및 석영의 미량원소 분석을 통한 광맥 침전기작 도출

이유성(Youseong Lee),박창윤(Changyun Park),김영규(Yeongkyoo Kim) 대한자원환경지질학회 2023 자원환경지질 Vol.56 No.3

상동 텅스텐(W)-몰리브덴(Mo) 광산은 태백산 광화대에 위치하는 스카른 광상으로, 광화 작용 최후기에 수직적 분포양상을 보이는 회중석-석영맥을 산출한다. 본 연구에서는 이 석영맥의 조직 관찰과 LA-ICPMS를 통한 석영의 미량원소 함량 분석을 통해 석영맥을 형성한 유체의 조성 및 이들의 침전 기작에 대해 파악하고자 하였다. 석영맥 조직 관찰 결과, 상동광산의 상반맥과 하반맥에서는 각각 괴상조직과 신장형 괴상조직이 주로 발달하고, 본맥에서는 두가지 조직이 모두 관찰된다. 이러한 석영맥의 조직적 특징으로 볼 때, 괴상조직을 나타내는 상반맥의 석영맥은 맥상스카른 형성 단계에서 화성암체의 H2O 포화로 인한 수압 파쇄작용들 중 초기에 발생한 작용에 의해 침전되었고, 신장형 괴상조직을 나타내는 본맥과 하반맥의 석영맥은 상반맥의 석영맥 형성 이후 발생한 반복적 수압파쇄작용에 의해 형성된 것으로 생각된다. 석영의 미량원소 분석 결과 대부분 Li++Al3+↔Si4+의 치환관계를 만족하지만, 하반맥에서는 Li+이 우세하게 치환되는 경우와, Na+과 K+이 우세하게 치환되는 경우로 뚜렷하게 구분된다. 이는 하반맥의 신장형 괴상조직에 기반하여, 서로 다른 조성을 가지는 유체의 반복적 유입에 의한 결과로 해석된다. 석영의 Ti 함량은 상반맥, 본맥, 그리고 하반맥에서 각각 평균 28.6, 8.2, 그리고 15.7 ppm이며, 침전온도와 Ti 함량이 비례관계를 가진다는 점에서, 상반맥의 석영맥이 가장 고온환경에서 침전된 것으로 고려된다. 유체의 pH와 반비례관계를 가지는 석영의 Al 함량은 상반맥, 본맥, 그리고 하반맥에서 각각 평균 162.3, 114.2, 그리고 182.5 ppm으로 큰 차이를 보이지 않으며, 타 열수 광산들의 석영과 비교하여 매우 낮은 함량을 나타낸다. 이는 상동광산의 석영맥을 구성하는 석영 및 회중석이 약산성 내지 중성의비교적 일정한 pH조건에서 침전되었음을 지시한다. Sangdong deposit, a W-Mo skarn deposit, is located in Taebaeksan mineralized district, hosting vertically developed scheelite-quartz veins that formed at the late ore-forming stage. In this study, we tried to examine the geochemical signatures of ore-forming fluids and vein-forming mechanisms by analyzing the micro-texture of quartz veins and trace element concentrations of quartz. As a result of texture analyses, quartz veins in the hanging wall orebody and the foot wall orebody commonly exhibit the blocky and the elongate blocky texture, respectively, whereas quartz veins in the main orebody show both textures. These textural differences indicate that quartz veins from the hanging wall orebody were precipitated by the primary hydrofracturing due to H2O saturation in the igneous body with relatively high temperature and pressure at a vein-skarn stage, and after that, repeated hydrofracturing caused the formation of quartz veins from the main orebody and foot wall orebody. The results of trace element concentrations show that Li++Al3+↔Si4+ is a main substitution mechanism. However, those of the foot wall orebody were clearly divided into a Li+-dominated substitution and a Na+-, K+-dominated substitution. Considering that quartz veins from the foot wall orebody commonly show the elongate blocky texture, such a distinction means that it is a result of repeated injections of fluid with the different composition. Ti concentrations of quartz from the hanging wall, main, and the foot wall orebody are 28.6, 8.2, and 15.7 ppm in average, respectively. Given a proportional relationship between the precipitation temperature and Ti concentrations, it seems that quartz veins from the hanging wall orebody were precipitated at the highest temperature. Al concentrations of the hanging wall, main, and the foot wall orebody having an inverse relationship with fluid pH are 162.3, 114.2, and 182.5 ppm in average, respectively. These results show that Al concentrations in vein-forming fluids were not changed dramatically. Moreover, these concentrations are extremely low in comparison with the other hydrothermal deposits. This indicates that quartz in overall ore veins at Sangdong deposit was precipitated from the constant condition with slightly acidic to near neutral pH.

상동광산 광미를 혼합한 자기충전콘크리트의 유동 및 강도 특성

최연왕(Choi Yun Wang),김용직(Kim Yong Jic),정문영(Jung Moon Young) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.4A

본 연구에서는 상동지역 중석광 광미를 콘크리트용 혼화재료로 사용하기 위한 연구의 일환으로 자기충전콘크리트의 분체로서 적용가능성을 검토하였다. 상동지역 중석광 광미를 혼합한 시멘트 페이스트의 유변학적 특성을 검토하기 위하여 구속수비 및 점도계를 이용하여 평균소성점도 및 항복응력을 측정하였으며 가상수막이론을 적용하여 검토하였다. 그리고 광미를 혼합한 자기충전콘크리트의 자기충전성 평가는 일본 토목학회에서 제시한 기준안을 적용하여 검토하였으며, 역학적 특성은 압축강도, 쪼갬인장강도 및 탄성계수를 측정하여 검토하였다. 실험결과 광미의 혼합률이 증가함에 따라 구속수비와 평균소성점도는 감소하였으며, 가상수막 두께는 증가하는 경종노을 나타냈다. 또한, 광미를 혼합한 자기충전콘크리트의 자기충전성 검토 결과는 유동성 평가기준인 슬럼프 플로우 500㎜ 도달시간의 경우 광미의 혼합률이 증가함에 따라 다소 증가하였고 재료 분리저항성 및 충전성 평가 결과는 기준을 만족하는 경향을 나타내고 있었다. 역학적 특성 검토 결괴는 압축강도의 경우 광미 의 혼합률이 증가함에 따라 압축강도는 감소하였고, 쪼갬인장강도 및 탄성계수는 보통 콘크리트의 유사한 경향을 나타내었다. This study has focused on the possibility for recycling of tailings from the sangdong tungsten mine as powder (TA) of self-compacting concrete (SCC). The experimental tests for entrapped water ratio were carried out in accordance with the specified method by Okamura. The rheological measurements of cement paste were conducted by using a commercially digital Brookfield viscometer (Model LVDV-Ⅱ+) equipped with cylindrical spindles, also tests for slump-flow, time required to reach 500 mm of slump flow (sec), time required to flow through v-funnel (sec) and filling height of U-box test (mm) were carried out in accordance with the specified by the Japanese Society of Civil Engineering (JSCE). The results of this study, entrapped water ratio was decreased with increasing replacement of TA. Thickness of pseudo water film was increased, and mean plastic viscosity was decreased with increasing replacement of TA. And slump-flow of SCC was decreased with increasing replacement of TA. But time required to reach 500 mm of slump flow (sec), time required to flow through V-funnel (sec) and filling height of U-box test (mm) were satisfied a prescribed range. The mechanical properties including compressive strength, splitting tensile strength and elastic modulus were checked with the requirements specified by Korean Industrial Standard (KS). The compressive strength of SCC was decreased with increasing replacement of TA, splitting tensile strength and elastic modulus were similar to those of normal concrete.

상동광산 광물찌꺼기의 비소제거를 위한 부유선별에서 인산염 첨가의 영향

황민수,김소연,강헌찬,Hwang, Min Su,Kim, So Yeon,Kang, Heon Chan 한국자원리싸이클링학회 2014 資源 리싸이클링 Vol.23 No.5

As의 평균함량이 285 mg/kg인 상동광산 광물찌꺼기의 As제거를 위한 부유선별에서 인산염 첨가에 따른 영향을 알아보기 위해 제3인산나트륨(이하 T.S.P)을 분산제로 첨가하여 부유선별을 실시하였다. 먼저 분산제 없이 부유선별을 진행한 결과, As제거율은 88.7%, 부상물의 무게비는 2.52%였고 추가적으로 T.S.P를 첨가하여 부유선별을 실시한 결과 각각 92.74%, 2.26%로 As제거율은 증가하고 부상물의 무게비는 감소하였다. 두 실험의 부상물을 대상으로 입도분석을 진행한 결과, T.S.P를 첨가하지 않은 부상물은 평균입도가 19.34 um, 10 um이하의 양이 전체의 40.2%인 반면 T.S.P를 첨가할 경우, 각각 176.8 um, 6.5%였으며 이를 통해 미립입자의 부유가 억제되었음을 확인하였다. 또한 X.R.F 분석을 통해 두 실험 부상물의 실리카($SiO_2$)함량을 비교해본 결과, T.S.P를 첨가하지 않은 경우 42.74%, 첨가한 부상물의 경우 29.56%로 실리카계열의 친수성입자가 효과적으로 분산되어 부유가 억제되는 결과를 확인하였다. Froth flotation was performed to study the effect of phosphate addition in the experiment to remove As from tailing of Sang-dong Mine. The experiment without Trisodium phosphate (T.S.P) showed that the removal rate of As was 88.7% and weight-ratio of floating material was 2.52%. By contrast, the experiment with T.S.P showed that the removal rate of As was 92.74% and weight-ratio of floating material was 2.26%. In flotation without T.S.P, the average particle size of float material was 19.34 um and the amount less than 10um was 40.2%. On the other hand, in flotation with T.S.P the average particle size of float material was 176.8 um and the amount less than 10um was 6.5%. The result of X.R.F analysis presented that contents of $SiO_2$ was 42.74% in float material of the experiment without T.S.P. In contrast, contents of $SiO_2$ was 29.56% in float material of the experiment with T.S.P.

상동광산 광물찌꺼기의 As 제거를 위한 부유선별 기초 연구

김민식,이상호,윤수은,김소연,강헌찬 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

애프터폼에 의한 경량기포콘크리트 개발의 기초 연구

김민식,이상호,김소연,강헌찬 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

국내 최대 중석광산으로 개발되어진 상동광산의 광물찌꺼기의 경우, 구폐재댐에 400만톤, 신폐재댐에 800만톤이 적치되어 있다. 이러한 광물찌꺼기에는 다량의 중금속이 함유되어 있어 우수나 비산 등에 의해 인근 마을로 유입되어 주민들이 호흡기 질환을 호소하는 것으로 보고되어졌고 주변 수계 및 토양, 농경지로 유입됨에 따라 농작물에서 As가 검출되어 국민 건강 및 사회에 큰 위협이 되고 있다. 그리고 최근 상동광산 재개발로 인해 광물찌꺼기가 대량으로 발생할 것으로 예상되어지고 이를 적치할 광미댐이 필요한 실정이다. 따라서 기존에 적치되어 있는 광물찌꺼기와 재개발로 인해 다량으로 발생하는 광물찌꺼기 처리의 문제점을 해결하고 이를 효율적으로 재활용을 하기 위한 목적으로 본 연구자들은 광물찌꺼기를 이용한 건축용 불연성 단열 및 흡음용 무소성 경량기포콘크리트를 개발하는 연구를 진행하였다. 그 기초 연구로 적정 배합비를 선정하기 위한 flow 실험을 실시하였고, 그 결과 W/C는 70%, S.D.S의 경우 시멘트 양의 0.3%, Al분말은 시멘트 양의 0.1%, 멜라민은 0.4%, 광물찌꺼기 함량은 시멘트 양의 120%를 적정 배합비로 선정하였다.

D-04 : 애프터폼에 의한 경량기포콘크리트 개발의 기초 연구

김민식,이상호,김소연,강헌찬 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

국내 최대 중석광산으로 개발되어진 상동광산의 광물찌꺼기의 경우, 구폐재댐에 400만톤, 신폐재댐에 800만톤이 적치되어 있다. 이러한 광물찌꺼기에는 다량의 중금속이 함유되어 있어 우수나 비산 등에 의해 인근 마을로 유입되어 주민들이 호흡기 질환을 호소하는 것으로 보고되어졌고 주변 수계 및 토양, 농경지로 유입됨에 따라 농작물에서 As가 검출되어 국민 건강 및 사회에 큰 위협이 되고 있다. 그리고 최근 상동광산 재개발로 인해 광물찌꺼기가 대량으로 발생할 것으로 예상되어지고 이를 적치할 광미댐이 필요한 실정이다. 따라서 기존에 적치되어 있는 광물찌꺼기와 재개발로 인해 다량으로 발생하는 광물찌꺼기 처리의 문제점을 해결하고 이를 효율적으로 재활용을 하기 위한 목적으로 본 연구자들은 광물찌꺼기를 이용한 건축용 불연성 단열 및 흡음용 무소성 경량기포콘크리트를 개발하는 연구를 진행하였다. 그 기초 연구로 적정 배합비를 선정하기 위한 flow 실험을 실시하였고, 그 결과 W/C는 70%, S.D.S의 경우 시멘트 양의 0.3%, Al분말은 시멘트 양의 0.1%, 멜라민은 0.4%, 광물찌꺼기 함량은 시멘트 양의 120%를 적정 배합비로 선정하였다.

상동광산 금스카른광상의 지구화학적 연구정

이부경,전용원 대한자원환경지질학회 1998 자원환경지질 Vol.31 No.4