뉴베리-바우틴 염소화 과정

Newbery–Vautin chlorination process

뉴베리-바우틴 염소화 과정은 제임스 코스모 뉴베리(James Cosmo Newberri)와 클로드 바우틴(Claude Vautin)이 개발한 염소화를 이용해 광석에서 금을 추출하는 과정이다.[1]

배경

염소가스 흡수를 통해 광석에서 금을 추출해 금속성 상태로 환원하는 과정은 그리 새로운 발견이 아니다. 1848년경 카를 프리드리히 플라트너에 의해 처음 도입되었으며, 당시 금 추출 공정에 혁명을 약속하였다. 점차적으로 매우 영리한 화학자만이 여러 가지 이유로 실질적으로 완벽한 결과를 가지고 이 과정을 수행할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 라임과 마그네시아는 석영에 포함되어 있을 수 있고, 염소의 공격을 받을 수 있다. 이것들은 아무런 결과도 내지 않고 시약을 소비하고, 흙 입자들이 작은 금을 안정시키고, 염소화를 막을 것이고, 그러면 납과 아연 또는 금과 결합한 다른 금속들 또한 염소에 흡수될 것이다; 다시, 물이나 광석의 국소 화학적 특수성으로부터, 금은 물에 의해 용액에 고정되어 있다. 여과가 완료되기 전에 꼬리 부분에 물이 다시 침전되어 유실될 수 있다. 헨더슨, 클라크, 드 레이시, 미어스, 디콘은 모두 플래트너에 개선사항 또는 개선사항이라고 주장되는 것을 도입했지만, 이러한 개선사항들은 금 추출이 제시하는 모든 다양한 사례들을 다루지 않았기 때문에 주로 실패하였다. 따라서 섬세한 화학작전이 성공을 위해 필요한 곳에서는 일반적으로 운영자 측의 지식 부족에서 연습이 실패하였고, 이러한 원인만으로 여러 번 광범위한 식물들이 무용지물이라고 선언되어 왔다. 따라서 그러한 주의와 비범한 지식이 요구되는 과정이 크게 유리하지 않다는 것은 의심의 여지가 없다.

설명

빅토리아 정부의 분석 화학자인 제임스 코스모 뉴베리(James Cosmo Newberri)와 함께 호주 퀸즐랜드에서 금 채굴과 채굴에 대한 실질적인 경험을 많이 쌓은 클로드 시어도어 제임스 보틴(Claude Todor James Vautin)은 앞서 말한 방법의 모든 장점을 결합하고, 일정한 개선점을 추가함으로써 그들이 주장하는 과정을 개발했다. 지금까지 염소 처리 과정의 일반적인 채택을 막았던 어려움을 극복하기 위한 기계와 치료 방식

처리를 위한 재료(파쇄된 광석, 볶은 광석, 또는 미행)는 회전통 위의 호퍼, 즉 염소 처리기에 넣는다. 이 후자는 철로 만들어졌고, 나무와 납으로 줄지어져 있으며, 평방 인치까지 100파운드 정도의 압력을 견딜 수 있을 만큼 충분히 강하며, 그 용량은 약 30cc의 광석이다. 전하가 호퍼에서 염화기로 떨어진다. 물과 염소를 생성하는 화학 물질(일반적으로 황산과 석회 염화물)이 첨가되고 맨홀 뚜껑은 가스가 꽉 차도록 교체 및 나사로 고정된다. 배럴의 반대편에는 공기펌프와 연결된 밸브가 있는데, 이 밸브를 통해 4기압 정도의 공기가 펌핑되어 생성되는 염소 가스를 액화시키고 그 후에 밸브가 나사로 고정된다. 그리고 나서 그 통은 마찰 바퀴에 의해 전달되는 힘인 1분에 약 10바퀴의 회전으로 설정된다. 광석의 성질, 즉 금알의 크기에 따라 이 운동은 1~4시간 동안 계속되는데, 그 동안 금은 염소 가스와 결합하여 용해성 염화물을 형성했고, 이 염화물은 모두 통 속의 물이 차지하였다. 그런 다음 클로로닌레이터를 멈추고 가스와 압축공기가 고무 호스를 통해 밸브에서 석회수 통으로 빠져나갈 수 있게 된다. 이것은 노동자들이 염소 가스를 흡입하는 것을 막기 위한 것이다. 이제 맨홀 뚜껑이 제거되고 통이 다시 회전하게 되는데, 이것은 내용물이 아래의 필터에 자동으로 던져지는 것을 의미한다. 이 필터는 납으로 된 철제 통이다. 그것은 바닥이 엉망이어서, 간헐적으로 작동하는 진공 펌프로부터 파이프를 연결한다. 모든 광석이 염소계로부터 필터로 떨어지자마자 펌프가 작동하고, 필터의 거짓 바닥 아래의 챔버에 부분적인 진공이 발생하며, 매우 빠른 여과가 발생한다. 이를 통해 젖은 광석에 함유된 모든 금 염화물을 씻어낼 수 있으며 여과가 진행되는 동안 계속 흐르는 하천이 이를 통과하게 된다. 필터에서 흐르는 용액은 지속적으로 시험되며, 금으로부터 발견되면 진공 펌프와 마찬가지로 물의 흐름이 정지된다. 그런 다음 필터는 아래 트럭에 팁을 주고, 미행은 쓰레기 더미로 흘러간다. 세척과 여과 과정은 약 1시간을 소요하며, 그 시간 동안 위의 염소계에서는 또 다른 전하가 치료 중에 있을 수 있다. 필터와 세탁물에서 나오는 배출물은 통에 담겨져 있고, 이로부터는 수돗물을 통해 숯 필터로 천천히 통과할 수 있다. 숯 필터를 통해 액체를 통과시키는 과정에서 금의 염화물이 분해되어 숯에 금을 침전시켜 완전히 충전되면 재가 도가니에 붕소와 융합되어 금을 얻는다.

우리는 염소 처리의 오래된 과정에 대한 반대 의견을 위에 명시했기 때문에, 뉴베리-보틴 과정이 지금까지 그렇게 논쟁하기 어려웠다고 증명된 다양한 화학 작용을 어떤 방식으로 피하는지 공정하게 물어볼 수 있다.

아직 도입되지 않은 염소 처리 시스템을 위해서는 황화로부터 광석을 자유롭게 하는 것이 필요하다. 이것은 유행하는 잘 알려진 시스템 중 어느 것에 따라서 로스팅하는 것이다. 그것은 대단한 주의와 상당한 기술을 요하는 일이다. 열을 천천히 그리고 꾸준히 가해야 한다. 만약 로스터 부분에 대한 어떤 소홀함 때문에 광석이 융합될 수 있다면, 대부분의 경우 전하를 폐기물로 버리는 것이 최선이다. 이 로스팅은 다른 것들과 마찬가지로 바우틴 과정에도 똑같이 적용된다. 그래서 이 머리에는 변화가 없다. 가장 중요한 장점 중 하나는 화학적인 것이 아니라 전하를 치료할 수 있는 신속성이다. 오래된 치료 방식에서는 시간이 36시간에서 90시간까지 다양했다. 이제 이것은 3시간에서 6시간 안에 이루어지며 사실상 완벽한 결과를 얻는다. 오래된 과정에서는 광석을 조심스럽게 감쇠시켜야 했고, 좋은 결과를 얻기 위해서는 광석을 너무 적거나 너무 건조하지 않게 해야 한다. 이제 "댐핑"은 완전히 없어지고, 그 자리에서 물이 통에 쏟아진다. 4기압 정도의 압력은 염소 가스가 증기의 형태를 남기게 한다. 따라서 가해지는 압력은 통 속의 물과 함께 강력한 염소 용액이 형성될 뿐만 아니라, 광석의 틈새 하나하나를 통해 이를 금과 접촉하게 한다. 염소 가스는 또한 금과 연관되어 존재할 수 있는 어떤 은도 차지한다. 오래된 과정에서는 이것은 은의 염화필름으로 고운 금알 주위에 쌓이고, 물에 있는 불순함 때문에 금의 흡수를 막는다. 뉴베리-보틴 방법에서 배럴의 회전 운동은 입자들을 계속해서 함께 비벼서 이에 대응한다; 이것은 입자들을 축적으로부터 자유롭게 하여 용제의 작용을 위해 항상 신선한 표면을 나타낸다. 다시 한번, 광석이 염소와 접촉하는 짧은 시간은 염산의 형성을 허용하지 않는데, 염산은 염소계로부터 추출되기 전에 물에 녹은 형태의 황금을 침전시키는 경향이 있다.

기존에는 광석이 매우 미세하거나 슬라임이 함유되었을 때 여과 난이도가 높아졌고, 때로는 염소가 불가능할 정도로 극단적인 경우도 있었다. 진공 펌프의 도입에 의해 이것은 크게 촉진되었다. 그런 다음 동작을 간헐적으로 함으로써 극도의 미세한 경우를 제외하고 막힘 현상을 방지하는 필터의 재료에 지깅 동작이 주어진다.

숯을 금의 염화물을 분해하는 물질로 사용하는 것의 이점은 뉴베리 씨가 약 20년 전에 지적한 것이다; 그 아이디어가 미국에서 특허를 받은 지 4, 5년 정도 되었지만, 이것이 몇 년 전 세계에 공짜로 주어졌기 때문에, 그 특허는 유효하지 않았다. 일반적으로 채택된 강수의 형태는 필터에서 뽑아낸 액체에 황산 철을 첨가하는 것이었다. 이것은 그 속에 들어 있는 금뿐만 아니라 라임과 마그네시아도 던져버렸다. 그러면 매우 큰 주의가 필요했고, 이것들로부터 금을 나누기 위해 지루한 과정을 거쳐야 했다. 자, 숯을 통해 여과함으로써 염산에 용해되는 모든 것이 물과 함께 사라진다. 예를 들어, 라임과 마그네시아는 전에 큰 문제를 일으켰던 것들이다. 숯을 통과하면, 금의 염화물이 분해되고 모든 미세한 금 입자가 숯에 의해 흡수되므로, 자줏빛 필름으로 보이는 것에 의해 코팅된다.

구리가 금과 연관되면 숯 필터를 통과한 물은 고철을 통과하고, 그 위에 구리는 자연 화학 작용에 의해 침전된다. 만약 은이 광석에 포함되어 있다면, 그것은 필터의 꼬리 부분, 물에서 용해되지 않는 염화에서 발견된다. 양이 충분히 큰 것으로 판명될 경우, 저산염에 의해 통상적인 방법으로 유출될 수 있다.

염소 처리의 모든 시스템에 공통적인 큰 장점 중 하나는 광석을 분쇄하여 처리함으로써 부유금으로부터의 손실을 피할 수 있다는 것이다. 가장 심각한 이 손실 중, 우리는 다음 기회에 할 말이 있을 것이다. 습윤방식으로 퀵실버와 합병하는 대신 염소 가스와 합병할 때의 이점은 광석을 그렇게 곱게 으스러뜨릴 필요가 없다는 것이다. 로스팅 용광로에서 나온 광석은 질감이 다소 해면적이거나 고운 금을 입힐 수 있는 실리카 알갱이가 불에 의해 갈라지거나 흠이 생기기 때문에 로스팅은 미세한 부스러기를 대신한다. 퀵실버 합성을 위해서는 모든 금 입자를 그것과 접촉시키려면 매우 미세한 파쇄가 필요하다. 퀵실버는 실질이 매우 두껍기 때문에 현미경처럼 미세한 해면체나 실리카 알갱이의 미세한 결점을 통해 쉽게 드나들 수 없는 반면 염소 가스나 액화염소 용액은 이를 통해 금을 훨씬 더 쉽게 흡수한다.

완전히 "무료" 형태로 알려진 광석에 금이 들어 있는 경우, 즉 모든 황화물, 비소 등이 없는 경우가 있다.—먼저 로스팅하지 않고 일반적인 형태의 퀵실버 합금이나 염소화 과정 중 하나로 추출할 수 없는 경우. 미세한 금은 실리카의 미세한 알갱이와 철의 수산화물 속에 갇혀 있기 때문이다. 보통의 찌그러짐은 이런 벌금을 충분히 가져오지 못하지만, 체리 적색으로 가열된 용광로를 통해 재빨리 구워서 구우면, 이 알갱이들은 갈라져서 염소 가스가 금으로 침투할 수 있게 된다.

주로 운영자들 사이의 지식 부족에서 한 사람 한 사람 한 사람 한 사람씩 불용에 빠진 것과 비교하여 똑같이 영리한 화학자가 이 개선된 과정을 일하도록 요구될 것이라고 말할 수 있다. 어느 정도는 그렇다. 자연적인 화학 작용은 그렇게 섬세한 것은 아니지만, 무식한 조작자는 거의 모든 것을 하는 것처럼 이 과정을 망칠 것이다. 암초가 발견되었을 때, 그 암초의 가장 강한 특성은 금이 있는 곳이면 어디든지 일관되게 그 전체에 걸쳐 운반된다는 것을 실천은 보여준다. 뉴베리와 바우틴은 구매자가 자신의 공정을 처리하도록 하기 전에, 그의 광석의 많은 샘플을 그들의 작품에 가져가고, 실제로 완벽한 결과가 나올 때까지 실험을 계속한다. 그러면 적당한 양의 지식을 가진 사람이라면 공급된 공식을 가지고 일할 수 있다. 어떤 두 광산의 광석도 거의 같은 특성을 나타내지 않는 것이 그들의 경험이었다. 실험은 매우 거친 분쇄를 치료하는 것으로 시작된다. 이러한 것들은 만족스럽지 못하더라도 원하는 결과가 나올 때까지 점차 감소한다.

광산에서 나온 광석 전체를 치료하기 위해서는 건식파쇄가 강력히 권장된다. 이를 가장 효율적으로 수행하기 위해서는 약 ½인치 정육면체까지 줄일 수 있는 석재 절단기가 필요하다. 이후 크롬스롤을 분쇄하는 것은 현재까지 가장 만족스러운 것으로 입증되었다. 그들은 대체로 충분한 30 그물망까지 상당한 균일성으로 으스러질 것이다. 그 후 부스러기는 일반적인 방식으로 잔향로에서 구워지고, 구이용의 전체는 우리가 방금 설명한 기계를 통과한다. 이것에 의해, 금의 90퍼센트 이상이 현재 금 생산국에서 일반적으로 사용되고 있는 과정과 거의 동일한 비용으로 추출될 수 있다고 주장되고, 평균적으로 거의 50%를 반환하지 않는다. 만약 그렇다면, 이러한 개선을 이끌어낸 신사들은 그들의 프로세스 약속의 모든 성공을 누릴 자격이 있다.

참조

  1. ^ Fowler, R. H. "Newbery, James Cosmo (1843–1895)". Australian Dictionary of Biography. Melbourne University Press. ISSN 1833-7538. Retrieved 2 January 2013 – via National Centre of Biography, Australian National University.
  2. ^ Marsden, John; House, Iain (2006). The Chemistry of Gold Extraction, Second Edition. ISBN 9780873352406. Retrieved 2 January 2013.