과학연구

진공열처리법에 의한 함비소금정광의 전처리방법개발

 2019.11.11.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《우리는 나라의 원료와 연료, 동력자원을 전반적으로 조사장악하고 그것을 널리 개발리용하여야 합니다.》 (김정일선집》 증보판 제11권 134~135페지)

김일성종합대학 화학부에서는 경애하는 김정은동지의 말씀을 높이 받들고 진공열처리기술을 리용하여 환경에 전혀 영향을 주지 않고 류비철광을 비롯한 난처리성금정광의 금침출률을 높이면서도 정광속의 류황이나 비소를 회수하여 리용하기 위한 생산공정을 확립하였다.

난처리성함비소금정광을 일반적인 방법으로 처리하면 금거둠률이 낮고 독성이 있는 비소화합물에 의하여 환경이 오염되게 된다.

함비소금정광에서 금알갱이는 미립 또는 초미립크기로 주로 류비철광이나 황철광속에 포과되거나 광염상태로 존재하므로 시안화나트리움으로 침출하면 금침출률은 기껏해야 31.5%밖에 되지 않는다.

따라서 이런 광석으로부터 금을 침출하자면 여러가지 방법을 리용하여 비소를 미리 제거하여야 한다.

최근년간 여러 나라들에서는 난처리성금정광으로부터 금을 효과적으로 뽑아내기 위하여 보통 2단계배소법과 미생물침출법, 가압침출법, 진공열분해를 리용하여 금광석을 예비처리하고있지만 환경오염과 생산실수률 등의 문제들에서 일련의 제한성을 가지고있다.

진공공정은 비교적 낮은 온도에서 금속류화물을 분해시킬수 있으며 그 과정에 나오는 기체의 량을 10배나 줄여 유해가스와 먼지의 청정비용을 줄이고 비소와 그 류화물의 산화도 막을수 있다.

진공열처리에 의한 탈비소공정은 금속의 총거둠률을 높일수 있는 우점이 있지만 매우 복잡한 설비와 공정을 리용하므로 초기투자가 많은 결함이 있는것으로 하여 널리 리용되지 못하고있다.

김일성종합대학 화학부에서는 함비소금정광의 류동특성과 열분해특성에 대한 오랜 기간의 연구를 진행하여 진공열분해장치의 반응기와 진공을 보장할수 있는 보조장치들을 새롭게 착상하고 제작하였다. 개발한 반응장치는 원료저장통, 반응기, 가열기, 응축기, 진공계통, 반응물수집기, 랭각계통, 종합조종단으로 이루어져있으며 1 500t/년의 처리능력으로 설계되였다.

반응기는 이 장치에서 가장 중요한 부분이다. 반응기는 반응관과 반응관주로 이루어져있으며 반응관주의 축에는 날개가 붙어있다.

반응기에서 함비소금광석의 분해가 일어나며 반응생성물중 기화된 성분은 이행관을 통하여 응축기로 넘어가고 고체반응생성물은 반응기안의 회전축에 의하여 수집기로 흘러가게 된다.

반응기에서 반응물의 반응시간은 흐름상태에서 6min이다. 반응기에는 가열단과 이행관이 련결되여있다.

가열기에서 전력소비는 20kWh이다. 반응기의 온도는 종합조종단에서 조종하며 설정된 온도를 초과하는 경우 자동적으로 차단된다.

온도편차는 ±5℃이다. 반응기에서 원료의 흐름과 흐름량은 반응기본체의 경사각에 따라 결정하며 원료에 따라 흐름각을 측정하여 결정하였다.

진공열분해장치를 리용하여 여러가지 류형의 함비소금정광에 대한 연구실험을 진행한데 의하면 함비소금정광으로부터 비소와 류황을 분리하는 공정의 최적온도는 700~750℃, 열분해반응기의 경사각도 3°, 진공도는 10-3Pa이며 비소나 류황의 회수률은 98%이상, 열분해생성물에서 금침출률은 98%이상이였다.

생산과정에서 유해가스의 방출에 의한 공해를 없애고 생산환경을 완전히 개선한것으로 하여 국내의 수많은 사용자들로부터 호평을 받고있다.

김일성종합대학 화학부의 연구집단은 공정최량화의 목표밑에 반응기의 구조와 재질, 열전달특성에 대한 모의해석을 진행하여 될수록 에네르기소비를 낮추면서도 생산성을 높이기 위한 열력학적 및 구조력학적연구를 진행한데 기초하여 우리 나라의 모든 함비소금정광에서 류황과 비소를 보다 효률적으로 분리하며 금의 침출률을 높이기 위한 연구사업을 더욱 심화시켜나갈것이다.