첨단 분석 기술을 활용한 6가지 귀금속 분석 방법

작성자 Uwe König, Friday, 6th June 2025

금, 은, 백금족 귀금속(PGMs)같은 금속을 찾고, 채굴하며, 가공하는 것은 독특한 도전 과제를 제시합니다. 이러한 금속은 희귀하기 때문에 본질적으로 가치가 있습니다. 만약 이들이 모래만큼 흔해도, 전자제품, 의료 기기 등 여러 분야에서 중요한 역할을 하기 때문에 여전히 가치가 있을 것입니다.

결과적으로, 효율성을 개선하기 위한 혁신에 집중하는 산업은 거의 없습니다. 결국 귀금속 같은 귀중한 상품을 다룰 때는 회수율이 1%만 개선되어도 추가 수익이 수백만 달러에 달할 수 있습니다.

효율성을 높이고, 수율과 이익을 개선하기 위해 보다 정보에 기반한 데이터 중심적인 의사 결정이 가능토록 하는 6가지 귀금속 분석 기술에 대해 알아보세요. 하지만 먼저, 이러한 개선을 저해하는 장애물들은 무엇일까요?

귀금속 채굴의 도전 과제는 무엇인가요?

귀금속 채굴 과정에서 탐색, 운영 및 프로세스 최적화와 관련된 문제를 해결함으로써 분석 기술은 귀금속 채굴을 개선합니다. 탐사자, 광부 및 공정 운영자가 광석 매장량 및 채굴된 물질에 대한 포괄적인 이해를 갖추면 특정 금속을 더욱 효율적으로 찾아내고 채굴하여 회수할 수 있습니다.

현재 귀금속 채굴이 직면하고 있는 주요 어려움은 다음과 같습니다.

쉽게 탐지되지 않는 광석 매장량

지난 수십 년간, 쉽게 탐지되는 광석 매장량의 고갈로 인해 귀금속 탐사는 더욱 어려워졌습니다. 예를 들어, NIR 분광법과 같은 첨단 탐사 및 탐사 기술은 광업 회사들이 낮은 농도에서도 광석을 탐지할 수 있도록 도와줍니다.

점점 더 먼 광산

광석 매장량이 더 멀리 있을수록, 각 측정값이 채굴 과정의 각 단계에서 그 거리나 운영자의 숙련도에 상관없이 전송되고 활용될 수 있는 것이 더욱 중요합니다. 첨단 귀금속 분석은 기기 간의 연결성을 개선할 수 있습니다.

프로세스 최적화

연결성을 강화함으로써, 운영자들과 자율 기기들 – 드릴 로봇이든 자동화된 광석 분류 장비든 간에 –는 더욱 완전하고 통찰력 있는 데이터를 사용하여 프로세스를 더욱 최적화할 수 있습니다.

프레그-로빙 등의 영향 방지

마지막으로, 첨단 분석은 채굴 회사들이 수율을 방해할 수 있는 복잡한 문제를 회피하는데 도움을 줍니다. 예를 들어 프레그-로빙 현상과 같습니다.

프레그-로빙은 처리 과정 중에 금이 용액에 남지 않고 광석의 탄소질 물질에 달라붙어 회수 가능한 금이 손실되는 과정을 의미합니다. 이는 되돌릴 수 없기 때문에 금 채굴 회사들이 이를 완화하는 것이 중요합니다.

귀금속 분석은 채광 회사들이 프레그-로빙을 회피하는 데 중요한 역할을 합니다. 이는 운영자들에게 입자 크기와 표면적에 대한 통찰을 제공하며, 이는 프레그-로빙 위험의 주요 요소로, 그들의 전처리를 조정하여 이를 상쇄할 수 있습니다.

이러한 문제를 염두에 두고, 채광 회사들은 어떤 귀금속 분석 방법에 집중하여 효율성, 수율, 이익을 향상시켜야 할까요?

효율성을 극대화하기 위한 6가지 귀금속 분석 방법

Malvern Panalytical는 귀금속 응용을 위한 상호 연결 분석 기기의 전체 포트폴리오를 제공합니다. 우리가 제공하는 기술에는 X선 형광(XRF) 분광법, X선 회절(XRD) 분광법, 근적외선(NIR) 분광법, 레이저 회절, 펄스 빠른 열 중성자 활성화(PFTNA), 물리적 가스 흡착이 포함됩니다.

1. X선 형광 (XRF)

XRF 분광법은 비파괴적인 기술로 금속의 신속한 성분 분석을 위해 널리 사용됩니다. 이는 특히 금, 은, 백금 등의 금속 농도를 직접 분석할 수 있다는 점에서 귀금속 분석에 유용합니다. 반면, 다른 방법들은 이러한 금속 주변의 광물을 탐지합니다.

XRF는 샘플에 X선을 쏘아 원자가 2차(형광) X선을 방출하게 하여 이 분석을 수행합니다. 방출된 X선은 존재하는 원소의 특성을 나타내어 정확한 식별과 정량화가 가능합니다.

첨단 기술인 SciAps의 X-550 휴대용 XRF 분석기는 귀중한 광석 탐사에 있어 이러한 속도와 정밀성을 제공합니다. 가벼운 휴대용 기기는 대부분의 합금에 대해 단 1초 만에 긍정적인 물질 식별을 제공하여 소량의 값비싼 광석도 식별할 수 있도록 도와줍니다.

한편, 실험실 기반 XRF 분광기인 우리의 Epsilon 1 벤치탑 기기는 귀하의 광석에 포함된 금, 은, 백금, 팔라듐 및 기타 요소의 농도를 정량화할 수 있습니다. 이는 탐사 현장 가까이에 배치할 수 있는 소형 형식입니다.

마지막으로, XRF는 귀하의 프로세스 라인에 대한 실시간 통찰력을 제공합니다. Epsilon Xflow는 고성능 XRF 시스템으로 침출 용액 및 기타 공정 액체의 온라인 분석을 가능하게 하여 시약을 최적화하고 비용과 환경적 영향을 줄이는 데 도움을 줍니다.

2. X선 회절 (XRD)

XRD는 물질의 결정 구조와 상 조성을 밝혀줍니다. X선 빔이 결정성 물질과 상호 작용하면 해당 물질의 내부 구조에 고유한 회절 패턴이 생성됩니다. 이러한 패턴은 광석 유형을 식별하고, 처리 중 상 전환을 모니터링하며, 원치 않는 불순물을 감지하는 데 도움을 줍니다.

Aeris 컴팩트 XRD 시스템은 접근 가능한 광물학적 분석을 보여줍니다. 컴팩트한 형식으로 인해 라인 또는 소규모의 소규모 현장 컨테이너 실험실에서도 쉽게 이동 및 설치할 수 있습니다. 이는 블랙박스 솔루션으로 작동하여 초보 사용자도 귀금속 채굴 과정의 다양한 단계에서 사용할 수 있는 측정값을 거의 훈련 없이 얻을 수 있게 합니다.

3. 근적외선 (NIR) 분광법

NIR 분광법은 약 700~2,500 나노미터 범위의 근적외선 영역의 빛을 활용하여 물질의 분자 구성을 특성화하는 비파괴 기법입니다. 이는 NIR 빛에 노출되었을 때 다양한 화합물이 생성하는 특성 반사 스펙트럼을 측정하고 식별함으로써 작동합니다.

NIR 분광법은 휴대성과 최소한의 샘플 준비 요구 사항, 비파괴 특성 덕분에 귀금속 탐사 중 특히 유용합니다. 이는 귀금속 매장량에 대한 “추적자”로 사용되는 광물을 식별할 수 있어 광산 전문가들이 덜 접근 가능한 광석 매장량을 탐지할 수 있게 합니다.

NIR 기기는 금 탐사 및 처리의 다양한 단계에 맞게 조정할 수 있습니다. SciAps ReveNIR과 같은 휴대용 기기는 지질학자들이 금 매장량을 식별할 수 있도록 도우며, Malvern Panalytical은 처리 응용을 위한 벨트 솔루션을 설계할 수 있도록 도와줍니다.

4. 펄스 빠른 열 중성자 활성화 (PFTNA)

PFTNA는 연속 대량 원소 분석을 위한 비파괴 방법을 제공합니다. 빠른 열 중성자로 물질을 폭격하여 다양한 원소에서 감마선을 방출하게 한 후, 이러한 감마선을 감지하고 분석하여 원소 구성을 결정합니다.

이 방법은 주로 인라인 또는 컨베이어 벨트 모니터링에 유용하며, 실시간 프로세스 제어를 위해 데이터를 제공합니다. PFTNA는 귀금속을 직접 측정하지 않습니다. 그러나 Malvern Panalytical과의 협력을 통해 추가로 연구할 수 있는 귀하의 광석의 광물학적 구성에 대한 통찰력은 강력한 광석 분류 옵션을 제공합니다.

5. 레이저 회전

레이저 회절은 입자 크기 분석 기술로 귀금속 처리 과정에서 분쇄되고 석몰된 광석의 분포와 세련도를 평가하는 데 널리 사용됩니다. 이 방법은 입자 분산 샘플을 통해 레이저 빔을 통과시키고, 빛이 산란되는 방식을 측정하고 분석하여 입자 크기 분포를 결정합니다.

이 정보는 중요합니다. 입자 크기는 부유 및 침출 효율, 화학 물질 소비, 그리고 전반적인 금 회수에 직접적인 영향을 미칩니다. 작은 균일 입자는 일반적으로 더 효과적인 화학 상호 작용을 가능하게 하지만, 과대하거나 불균일한 입자는 처리에 지장을 줄 수 있습니다.

특히 금 처리에서는 입자 크기와 모양이 프레그-로빙에 큰 영향을 미칩니다. 탄소질 물질의 작은 입자는 표면적이 크기 때문에 용액에서 금을 흡착할 가능성이 더 커집니다. Malvern Panalytical은 실험실과 프로세스 라인 모두에 적합한 입자 크기 측정 기기를 제공합니다. Mastersizer 3000+ Ultra는 0.01µm – 3,500µm 범위의 입자 크기에 대한 실험실 분석의 고정밀 측정을 제공할 수 있으며, Insitec는 인라인에 위치하여 직접적인 실시간 입자 크기 데이터를 제공합니다.

6. 가스 흡착 분석

가스 흡착은 기체 분자가 고체 물질의 표면에 달라붙는 과정을 의미합니다. 브루나워-에밋-텔러 (BET) 이론을 사용하여 이 행동을 분석하면 물질의 구조 분석에 대한 통찰을 제공합니다.

Micromeritics의 ASAP 2020 Plus와 같은 기기를 사용한 가스 흡착 분석은 귀금속 채광 전문가들이 프레그-로빙을 포함한 위협을 완화하는 데 도움을 줍니다.

표면적, 공극 크기 분포 및 전체 공극 부피를 측정함으로써 채광 전문가들은 전처리 기술이 필요할 광석을 식별할 수 있습니다. 이는 수율을 보호하고 이익을 증대시키는 데 도움을 줍니다.

귀금속 분석 방법을 연결하여 수율을 높이세요

이러한 기술 각각은 귀금속 분석에 중요한 역할을 합니다. 이러한 솔루션에 대한 전체 포트폴리오 제공업체로서 Malvern Panalytical는 귀금속 채굴 과정의 모든 단계에서 효율성을 향상시키기 위한 완전하고 상호 연결된 분석 솔루션을 제공할 수 있습니다.

더 많은 정보를 원하시면 연락하세요. Malvern Panalytical의 즉시 사용 가능 및 맞춤형 솔루션에 대해 알아보세요.

추가 읽을거리:

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