핵심 광물 시대를 위한 자원처리공학의 원리와 실제

인류 문명은 광물자원을 활용하는 능력과 함께 발전해 왔으며, 현대 사회는 그 어느 때보다도 더 많은 양과 더 다양한 종류의 광물에 의존하고 있다. 4차 산업혁명과 탄소중립 사회의 실현 또한 핵심 광물 없이는 불가능하다.

자원처리는 채굴된 광석으로부터 유용 광물을 분리·농축하는 과정으로, 광업은 물론 재활용과 자원순환 산업의 핵심 기반 기술이다. 광석마다 광물 조성과 화학적 특성이 서로 다르기 때문에 자원처리에는 매우 다양한 기술과 장비가 활용된다. 이러한 공정을 적절히 적용하여 원하는 결과를 얻기 위해서는 각 공정의 기본 원리를 정확히 이해하는 것이 무엇보다 중요하다.

최근에는 폐자원으로부터 유용물질을 회수하는 재활용 공정에도 자원처리 기술이 폭넓게 적용되면서 보다 넓은 의미의 ‘자원 순환 및 처리 기술’로 이해되고 있다. 또한 고품위 광석의 고갈과 핵심 광물 수요 증가로 저품위·복합 광석의 활용이 확대되면서 자원처리 기술의 중요성은 그 어느 때보다 커지고 있다.

󰡔자원처리공학󰡕은 자원처리 분야에서 40년간 교육과 연구에 몸담아 온 저자의 경험을 바탕으로 자원처리의 핵심 개념과 공정을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 정리한 것으로, 분쇄, 분급, 물리적 선별, 부유선광, 탈수, 광미 처리, 제련에 이르기까지 자원처리 전 과정을 체계적으로 설명한다. 특히 각 공정의 원리와 적용 기술을 깊게 이해할 수 있도록 상세히 해설하고, 실제 산업 현장의 적용 사례와 함께 샘플링, 물질수지 기법, 수치 모델링 등 공정 설계와 효율 분석에 필요한 기초 이론까지 폭넓게 다루었다.

자원처리의 기본 원리부터 실제 응용까지 아우르는 이 책은 급변하는 자원 산업 환경에 대응하기 위한 필수적인 지식과 통찰을 제공하며, 자원처리를 처음 배우는 대학생과 대학원생은 물론, 광업·자원순환·제련 분야의 연구자와 실무자들에게도 유용한 길잡이가 될 것이다.

[목 차]

머리말

 

CHAPTER 01 서론

1.1 광물과 광석

1.2 자원처리

1.3 파·분쇄

1.4 단체분리

1.5 선별

1.6 선별지수

1.7 수익성 분석

 

CHAPTER 02 금속 회계

2.1 샘플링

2.2 상 관계식

2.3 물질수지 기법

2.4 금속 회계

2.5 양분공식의 민감도

 

CHAPTER 03 입도분석

3.1 입도

3.2 입도 측정

3.3 입도분포 그래프

3.4 두 방법으로 측정된 입도분포의 조합

 

CHAPTER 04 파·분쇄 일반

4.1 파·분쇄 장치

4.2 파·분쇄 이론

4.3 파괴 에너지의 실험적 분석

4.4 입자의 파괴 조각

4.5 파·분쇄 에너지 법칙

4.6 파·분쇄 공정 수학적 모델링

 

CHAPTER 05 파쇄

5.1 제1차 파쇄기

5.2 2차 및 3차 파쇄기

5.3 파쇄 공정 설계와 제어

 

CHAPTER 06 분쇄

6.1 텀블링 밀

6.2 볼 밀

6.3 로드 밀

6.4 자생/반자생 밀

6.5 롤러 밀

6.6 교반 밀

6.7 진동 밀

6.8 유성 밀/원심 밀

6.9 분쇄 회로

6.10 분쇄 공정의 제어

 

CHAPTER 07 분립

7.1 체 분리

7.2 분급

 

CHAPTER 08 중력선별

8.1 입자의 초기 침강속도

8.2 중력선별 장치

8.3 원심 선별기

 

CHAPTER 09 중액선별

9.1 중액

9.2 현탁형 중액의 안정성과 점도

9.3 부침시험

9.4 석탄 세정성 곡선

9.5 트롬프 곡선 또는 분할곡선

9.6 중액선별 장치

9.7 중액선별 공정 회로

9.8 석탄 정제에서의 중액선별

 

CHAPTER 10 부유선별

10.1 부유선별 영향인자

10.2 입작-기포 상호작용

10.3 광물의 극성

10.4 광물 입자 표면의 전기적 특성

10.5 계면활성제

10.6 부유선별 시약의 종류와 기능

10.7 부유선별 효율에 영향을 미치는 운전 인자

10.8 부유선별 실험

10.9 부유선별 장치

10.10 부선 셀의 배열 및 회로 구성

10.11 부유선별의 실제 적용

 

CHAPTER 11 자력선별

11.1 물질의 자화

11.2 자기장

11.3 자석의 종류

11.4 자력선별기

 

CHAPTER 12 정전기선별

12.1 입자 하전방식

12.2 정전기 이론

12.3 정전기 선별기

 

CHAPTER 13 분류

13.1 자동분류 시스템의 구성

13.2 자동분류 센서

13.3 자동분류 시스템의 적용 사례

 

CHAPTER 14 탈수

14.1 침전

14.2 응결과 응집

14.3 중력 침전

14.4 원심력 침강

14.5 여과

14.6 여과기의 종류

14.7 건조

 

CHAPTER 15 광미 처리

15.1 광미 저장

15.2 탈수 후 처리

15.3 노천굴 저장

15.4 갱내 충전

 

CHAPTER 16 제련

16.1 습식제련

16.2 습식제련의 기본 이론

16.3 침출 방식

16.4 침출 공법

16.5 분리/정제

16.6 건식제련

16.7 전해제련

 

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