복합 광석에서 스팔레라이트로부터 철을 분리하는 방법은 무엇인가요?

2025-12-25

복잡한 광석에서 스팔레라이트(아연 황화물)로부터 철을 분리하는 것은 일반적으로 물리적, 화학적, 금속 공학적 기술의 조합을 요구하는 어려운 과정입니다. 이러한 광석에서 철을 분리하고 아연을 회수하는 데 관련된 주요 단계는 다음과 같습니다:

1. 파쇄 및 분쇄

광석은 먼저 개별 광물을 분리하기 위해 분쇄되고 분말 형태로 만든다. 입자 크기를 줄임으로써, 스팔레라이트(ZnS)와 철 함유 광물(예: 황철석 또는 마르카사이트)이 서로 기계적으로 분리되도록 할 수 있다.

2. 거품 부양법

플로테이션은 서로 다른 표면 특성을 나타내는 광물을 분리하는 데 사용되는 가장 일반적인 기술입니다.

• 부풀림 플로타이션 과정:

  • 광석은 슬러리를 만들기 위해 물과 시약과 혼합됩니다.
  • 수집제(예: 잔타틴)는 스팔레라이트 입자에 선택적으로 부착되어 이를 소수성으로 만듭니다.
  • 안정적인 공기 방울을 생성하기 위해 거품제(예: 송진 오일 또는 MIBC)가 추가됩니다.
  • 슬러리를 에어레이션하면 스팔레라이트가 거품 속으로 떠올라 수집됩니다. 황철광과 같은 철 광물은 적절하게 억제제를 처리하면 슬러리에 남아 있게 됩니다.

• 억제제:

  • 스팔레라이트 플로타이션 중 황철광(피라이트)과 같은 철 함유 광물을 억제하기 위해 석회, 시안화물 또는 황산아연과 같은 억제제가 자주 사용됩니다. 예를 들어, 석회(CaO)는 pH를 증가시켜 피라이트 플로타이션을 억제합니다.

3. 자석 분리 (선택 사항)

철이 자성 형태(예: 자철광 또는 적철광 불순물)로 존재하는 경우, 자력 분리를 통해 아연 황화물에서 철광석을 추가로 분리할 수 있습니다. 자석 분리기는 부유 과정을 전후로 자성을 가진 철광석 광물을 끌어낼 수 있습니다.

4. 로스팅 (복합 황화광석용)

경우에 따라 스팔라이트와 황철광이 매우 미세하게 결합되어 있어 물리적 분리 방법이 어려울 수 있습니다. 로스팅이 도움이 될 수 있습니다:

• 산화 로스팅:
  • 광석은 공기 중에서 가열된다.
  • 황화 광물은 각각의 산화물 또는 황산염으로 산화됩니다. 예를 들어:
  • ZnS + O₂ → ZnO + SO₂
  • FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂ (철 황화물 + 산소 → 산화철 + 이산화황)
  • 산화 아연(ZnO)은 그 후 수리금속공학 방법을 사용하여 침출하거나 별도로 처리할 수 있으며, 산화철(Fe₂O₃)은 잔여물로 남습니다.

5. 침출 및 용매 추출

• 로스팅 후, 아연은 황산(H₂SO₄)을 사용하여 선택적으로 용해될 수 있습니다.
• 철은 일반적으로 이러한 조건에서 불용성 산화물 또는 수산화물을 형성하여 침출 용액이 오염되는 것을 방지합니다.

6. 전기 추출 / 침전 (아연 회수)

• 아연은 일반적으로 전기 입금 과정을 통해 침출 용액에서 회수되며, 이 과정에서는 전류가 가해져 음극에 아연 금속이 침착되거나 아연 화합물로서 침전됩니다.

7. 철 회수 (선택 사항)

• 철 산화물 잔여물은 별도로 추출할 수 있거나(필요한 경우) 귀중한 철을 회수하기 위해 추가 가공할 수 있습니다.

어려움과 고려사항

• 광석의 광물학은 복잡한 광석이 다른 황화물(예: 방연석, 구리철광)을 포함할 수 있으므로 최적의 분리 방법을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
• 적절한 pH 조절과 선택적인 시약은 아연과 철의 교차 오염을 피하는 데 중요한 요소입니다.
• 환경적으로 건전한 관행이 배출물(예: 로스팅에서 발생하는 SO₂)과 폐기물을 처리하기 위해 시행되어야 합니다.

특정 광석의 특성에 기반한 적절한 기술을 결합함으로써, 복합 광석에서 스팔러라이트로부터 철을 효율적으로 분리할 수 있습니다.

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