광상유형에 따른 광물찌꺼기의 물리화학적 특성

이평구; 염승준; 정명채; 이진수; 권현호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이평구 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) 염승준 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) 정명채 (세종대학교 에너지자원공학과) 이진수 (광해관리공단 광해기술연구소) 권현호 (광해관리공단 광해기술연구소)

저널정보: 대한자원환경지질학회 자원환경지질 자원환경지질 제43권 제3호

발행연도: 2010.1

수록면: 235 - 248 (14page)

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광물찌꺼기의 특성평가 방법의 표준화를 위하여 21개 광산을 대상으로 총 26개의 광물찌꺼기를 채취하여 광물찌꺼기의 비중, paste pH, 입도, 광물조성 및 중금속 함량을 분석하였다. 광물찌꺼기의 비중은 2.61-4.31(평균 3.04)의 범위를 보이며, 입도분포는 모래와 실트의 함량이 우세한 것으로 나타났다. 광물찌꺼기의 paste pH는 2.1-9.5의 범위를 보이는데, 정마그마광상, 스카른광상 및 열수교대광상의 경우에는 7.1-9.2, 그리고 열수맥상광상의 경우에는 2.1-9.5의 분포를 보인다. 열수맥상광상 유형은 paste pH에 따라 paste pH>7.0, 4.0<paste pH<7.0, paste pH<4.0으로 세분하였다. paste pH가 7.0 이상인 광산의 광물찌꺼기는 다량의 탄산염광물을 포함하고 있으며, paste pH 값이 4.0-7.0과 paste pH 4.0 미만인 광산의 광물찌꺼기는 탄산염광물은 거의 산출되지 않고, 황화광물이 공통적으로 관찰되며, paste pH<4.0의 광산에서는 2차광물이 검출되는 것이 특징이다. 한편, 광물찌꺼기 내의 paste pH를 결정하는데 있어서 황화광물의 존재보다는 탄산염광물의 존재와 함량이 더욱 중요한 요인으로 판단된다. 광물찌꺼기의 총함량, 입도별 중금속 함량 및 토양오염공정시험법에 따른 용출실험을 실시한 결과, 광상의 유형과 중금속의 총함량 및 용출함량의 관련성은 없는 것으로 파악되었으며, 각 광산에서 산출되는 광종과 그 양에 따라 광물찌꺼기 내 금속 함량의 차이가 발생하였음을 알 수 있다. 한편, paste pH 값이 4 미만인 광산은 대부분 높은 중금속 함량을 보이고 있으며, 강산성의 특성이 관찰되어 현재에도 중금속 오염문제가 발생할 가능성이 높거나 발생 중인 광산 그룹으로 구분된다. 토양오염 공정시험법에 따른 용출실험에서 가장 문제될 수 있는 원소는 비소와 아연이었으며, 특히 비소는 열수맥상광상 유형 중 paste pH<4.0 그룹에 해당되는 대부분의 광산에서 대책기준을 초과하는 것으로 나타났으며, 아연은 정마그마광상 유형을 제외한 스카른광상, 열수교대광상 및 열수충진 광상 등에 속하는 일부 광산에서 골고루 대책기준을 초과하는 것으로 나타났다.

To construct the standard methods for evaluation of physicochemical characteristics of tailings in Korea, specific gravity, paste pH, grain size, mineral compositions and heavy metal concentrations of total 26 tailings from 21 metallic mines were analyzed. Specific gravity of tailings ranged from 2.61 to 4.31 (avg. 3.04), and sand and silt grain were dominant in the tailings. Ranges of paste pH were 2.1-9.5 in tailings (7.1-9.2 at magmatic, skarn and hydrothermal replacement deposits and 2.1-9.5 at hydrothermal vein deposits). Additionally, hydrothermal vein deposits could be reclassified into three categories: (1) paste pH>7.0, (2) 4.0<paste pH<7.0, and (3) paste pH<4.0. Tailings above pH 7.0 have large amounts of carbonate minerals. However, tailings under pH 7.0 have small amount of carbonates, but have sulfide minerals commonly. Especially, tailings under pH 4.0 typically contain supergene minerals. The presence and amounts of carbonates were more important than those of sulfides in determining paste pH in tailings. From the comprehensive results of total concentrations, grain size and extraction experiments, it is revealed that types of deposits were not related with the total and leaching concentrations in tailings, but the ore minerals and their amounts in deposits determined the metal content in tailings. Most mines having tailings with pH<4.0, contained large amounts of heavy metals and strong acidic characteristics, indicating that the deposits of this type have possibility of contamination and/or have contaminated surrounding environments. In this study, problematic elements, inferred from extraction experiment by Korean standard method for soils, were As and Zn. Especially, arsenic appeared to exceed the regulatory level in tailings (pH<4.0) from hydrothermal vein deposits, and in a less degree, zinc often exceeded regulatory level in most type of deposits, except of magmatic deposit.

#광물찌꺼기 #표준화 #물리화학적 특성 #광상유형

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