¡á °Ç½ÄÁ¦·Ã(ËëãÒð²Ö¨)
¡Ü ¿ëÀ¶Á¦·Ã(éÂë×ð²Ö¨)
¿ëÀ¶Á¦·Ã(smelting
of ore)Àº ±¤¼® ¶Ç´Â Á¤±¤À» ·Î³»¿¡¼ ¿ëÀ¶½ÃÄÑ
¸ñÀû±Ý¼ÓÀ» Á¶±Ý¼Ó(ðØÐÝáÕ), ¸ÅÆ®(matte), ½ºÆÄÀ̽º(speiss)
µîÀÇ ¹ÝÁ¦Ç°À¸·Î ȸ¼öÇÏ°í ±¤¼® ÁßÀÇ ¸Æ¼®·ù¸¦ ½½·¢(slag)À¸·Î
¸¸µé¾î ÃæºÐÈ÷ Á¦°ÅÇÏ´Â Á¶ÀÛÀÌ´Ù. ÀÌ ¶§ ÇÊ¿ä¿¡ µû¶ó
Á¦·Ã ¿¹ºñ ó¸®ÀÎ ¼±±¤, ¹è¼Ò, ´Ü±¤, ¼Ò°á µîÀ»
¼±ÇàÇØ¾ß ÇÒ ¶§µµ ÀÖ´Ù. ¿ëÀ¶Á¦·ÃÀ» ÆíÀÇ»ó ³óÃàµÈ
Ȳȹ°ÀÎ ¸ÅÆ®³ª ¿¬È¹°(æÚûùÚª)ÀÎ ½ºÆÄÀ̽º¸¦ ¸¸µå´Â
¿ë·Ã(Cu, Ni, Co Á¦·Ã)°ú Á¶±Ý¼ÓÀ» ¸¸µå´Â ¿ë·Ã(Pb, Sn, Bi,
PbÁ¦·Ã ¹× CuÀÇ ¿¬¼ÓÁ¦·Ã)µî 2Á¾·ù·Î ºÐ·ùÇÑ´Ù. ÀüÀÚÀÇ
ÀåÀÔ±¤Àº Ȳȱ¤°ú ¿¬È±¤À̸ç ÈÄÀÚÀÇ ÀåÀÔ¹°Àº
õ¿¬»êȹ°À̳ª ¿ÏÀü ¹è¼ÒÇÏ¿© »êȹ°·Î ¸¸µç ¼Ò±¤(áÀÎÎ)ÀÌ´Ù.¡¡
¡ß ¿ë·Ã »ý¼º¹°
-
¿ëÀ¶±Ý¼Ó
¿ëÀ¶±Ý¼ÓÀº
Ÿ±Ý¼ÓÀ» »óÈ£ ¿ëÇØÇϰųª ´Ù¼öÀÇ ºñ±Ý¼Ó¿ø¼Ò¸¦
¿ëÇØÇÏ´Â ¼ºÁúÀÌ ÀÖÀ¸¹Ç·Î, ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¿ë·Ã¿¡¼
»ý»êµÈ ±Ý¼Ó(Á¶±Ý¼Ó:crude metal)Àº ¸¹Àº ºÒ¼ø¹°À»
ÇÔÀ¯ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ºÒ¼ø¹°À» ºÐ·ùÇÏ¸é ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
-
Ÿ±Ý¼Ó(öâÐÝáÕ)
-
ºñ±Ý¼Ó ¶Ç´Â ¾Æ±Ý¼Ó(C,S,
Te, Se µî)
-
±âü (»ê¼Ò, ¼ö¼Ò, Áú¼Ò,
CO, H2O, SO2)
±âü°¡
Á¶±Ý¼Ó Áß¿¡ ¿ëÇØÇÏ´Â ±â±¸¸¦ º¸¸é ºÐÀڷμ ¿ëÇØ
ÇÒ ¶§µµ ÀÖ°í ¿øÀڷμ ¿ëÇØÇÒ ¶§µµ ÀÖ´Ù. ºÐÀڷμ
¿ëÇØÇÒ ¶§ÀÇ ¿ëÇصµ´Â ±× ±âüÀÇ ±âü¾Ð¿¡
ºñ·ÊÇÏÁö¸¸ ¼ö¼Ò Áú¼Ò µîÀº ¿øÀڷμ ¿ëÇØÇÑ´Ù°í
º¸¸ç ÀÌ ¶§ÀÇ ¿ëÇصµ´Â ±âüºÐ¾ÐÀÇ Æò¹Ý±Ù¿¡
ºñ·ÊÇÏ°Ô µÈ´Ù.(Sieverts Law)
¡¡
-
¸ÅÆ®(matte)
¸ÅÆ®´Â
Ȳȱ¤À» ¿ë·ÃÇÒ ¶§ ¿©·¯ °¡Áö ±Ý¼ÓÀÇ È²È¹°ÀÌ
¿ëÀ¶, °áÇÕÇÏ¿© »ý¼ºµÇ´Â ¹°ÁúÀÌ´Ù. ¸ÅÆ®´Â Cu, NiÀÇ
Á¦·Ã¿¡¼´Â ´ë´ÜÈ÷ Áß¿äÇÑ Áß°£»ý¼º¹°·Î¼ º¸Åë Cu2S,
Ni3S2, FeS ¸¦ ÁÖü ÇÏ¿© PbS, ZnS µîÀÇ
±Í±Ý¼Ó Ȳȹ°°ú Au, Ag µîÀÇ ±Í±Ý¼Ó, ±âŸ ȯ¿øµÈ
±Ý¼Ó ¹× »êȱ¤ ½½·¢ µîÀ» ÇÔÀ¯ÇÏ°í ÀÖ´Ù.
¡¡
-
½ºÆÄÀ̽º(speiss)
½ºÆÄÀ̽º´Â
Á߱ݼÓÀÇ ¿¬È¹° ȤÀº ¾ÈƼ¸ð´Ïȹ°ÀÌ ¿ëÇصÈ
¹°ÁúÀ̸ç Ni, Co, PbÀÇ ¿ë·Ã¿¡¼ »ý¼ºµÈ´Ù. ¿ø·á ±¤¼®
Áß¿¡ As, Sb µîÀÌ ¸¹ÀÌ ÇÔÀ¯µÇ¾î ÀÖÀ» ¶§´Â ¿ë·Ã¿¡¼
»ý¼ºµÈ ±Ý¼Ó»ó ¹× ¸ÅÆ®»ó¿¡ ¿ëÇØµÇ°íµµ ³²´Â As, Sb´Â
½ºÆÄÀ̽º»óÀ» »ý¼ºÇÑ´Ù.
Ni
¹× Co ÀÇ ¿¬È±¤Á¦·Ã¿¡¼´Â Àû±ØÀûÀ¸·Î
½ºÆÄÀ̽º»óÀ» ¸¸µé¾î Ni, Co¸¦ ÀÌ»ó¿¡ ³óÃà½ÃÅ°Áö¸¸
Pb Á¦·Ã¿¡¼´Â ÀÌ°ÍÀÇ Ã³¸®°¡ ±î´Ù·Î¿Í¼
°¡±ÞÀûÀÌ¸é ¼Ò°á °øÁ¤¿¡¼ Å»¿¬ÇÏ°í ½ºÆÄÀ̽º»óÀ»
¸¸µéÁö ¾Êµµ·Ï ³ë·ÂÇÑ´Ù. ½ºÆÄÀ̽º´Â ¸ÅÆ®º¸´Ù
ÇÑÃþ ´õ ±Ý¼Ó¼ºÀÌ °ÇϹǷΠAs, Sb¿Í Á߱ݼÓÀÇ ÇÕ±Ý,
¶Ç´Â ±Ý¼Ó°£ÈÇÕ¹°À» ÀÌ·ç°í ÀÖÀ» °ÍÀ̶ó°í
»ý°¢ÇÏ°íµµ ÀÖÀ¸³ª ¿¬È¹°ÀÌ ÁÖ¼ººÐÀ» ÀÌ·ç°í
ÀÖ´Ù°í »ý°¢ÇÏ´Â ÆíÀÌ Å¸´çÇÒ °Í °°´Ù.
¡¡
-
½½·¢(slag)
ù°,
½½·¢À̶õ ¿ë±¤·Î, ÀÚ¿ë·Î, Àü±â·Î µî¿¡¼ ¿ë·ÃÇÒ ¶§,
¶Ç´Â Àü·Î¿¡¼ Á¦·ÃÇÒ ¶§ 2»ó ÀÌ»óÀÇ ¾×»óÀÌ »ý±â°Ô
µÇ´Âµ¥ ±× Áß °¡º¿î ¾×»óÀ» °¡¸®Å°´Â °ÍÀ¸·Î
Á¤ÀÇÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
µÑ°,
Á¦·Ã ¹× Á¤·Ã°øÁ¤¿¡¼ ȸ¼öÇÏ·Á´Â À¯°¡±Ý¼Ó ÀÌ¿ÜÀÇ
¹«°¡Ä¡ÇÑ ¹°ÁúÀ» ÇÔÀ¯ÇÏ´Â »ý¼º¹°ÀÌ´Ù. ÀÌ ¶§¿¡
ȸ¼öÇÏ·Á´Â À¯°¡±Ý¼ÓÀº ¾×ü±Ý¼Ó ¶Ç´Â ¸ÅÆ®»óÀ¸·Î
µÇ¸é ½½·¢»ó°ú ºñÁßÂ÷ µîÀ¸·Î ºÐ¸®µÈ´Ù.
¼Â°,
½½·¢ÀÇ Áֿ伺ºÐÀº ÁÖ·Î »êȹ°, ºÒȹ°, ±Ô»ê¿°,
Àλ꿰, ºØȹ° µîÀÌ¸ç ¸ÅÆ®³ª ½ºÆÄÀ̽º¿Í
ºÐ¸®µÈ´Ù.
³Ý°,
½½·¢Àº Á¦·Ã°øÁ¤¿¡¼ »ý»êµÉ ¶§´Â º¹ÀâÇÑ ´ÜÀÏ»óÀÇ
¾×üÀ̳ª ´Ù¸¥ »óÀÇ ÀÔÀÚ¸¦ ¾à°£ È¥ÀÔÇϸç
°íÈÇÏ¸é ¿©·¯ Á¾ÀÇ »óÀ¸·Î Á¤ÃâÇÑ´Ù. ½½·¢Àº ½±°Ô
¸¸µé¾îÁö¸ç ȸ¼öÇÒ ±Ý¼ÓÀ» ÇÔÀ¯ÇÏ´Â »ó°ú ºÐ¸®°¡
½±°í Àçó¸®ÇÏÁö ¾Ê°í ¹ö¸± ¼ö ÀÖ¾î¾ß ÇÑ´Ù.
½½·¢ÀÇ
ÈÇÐÀû ¼ºÁúÀº ÁÖ·Î »ê¼º ½½·¢, ¿°±â¼º ½½·¢À¸·Î
ºÐ·ùÇϳª, ½½·¢ÀÇ »êȼºÀÇ °¾à¿¡ µû¶ó¼ »ê¼º¼º
½½·¢, ȯ¿ø¼º ½½·¢ À̶ó°í ºÐ·ùÇϱ⵵ ÇÏ¸ç ½½·¢ÀÇ
ÈÇÐÀû ¼ºÁúÀ» ¸»ÇÏ´Â »ê¼º ȤÀº ¿°±â¼ºÀ̶õ
¼ö¿ë¾×ÀÇ ±ÔÁ¤°ú´Â ´Ù¸£¸ç ´ÜÁö SiO2 µî
»ê¼º »êȹ°ÀÌ ¸¹Àº °ÍÀ» »ê¼ºÀ̶ó ÇÏ°í ¹Ý´ë·Î, CaO,
FeO µî ¿°±â¼º »êȹ°ÀÌ ¸¹À» ¶§ ¿°±â¼ºÀ̶ó ÇÑ´Ù.
ÀÌ·¯ÇÑ ½½·¢À» ±ÔÁ¤ÇÏ´Â µ¥´Â ±Ô»êµµ(S.D)¸¦ ¸¹ÀÌ
¾²´Âµ¥ ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ Á¤ÀÇ µÈ´Ù.
S.D = (»ê¼º
»êȹ° ÁßÀÇ O mole) / (¿°±â¼º »êȹ° ÁßÀÇ O mole)
ºñö
Á¦·Ã¿¡¼´Â S.D.°¡ 1.5 ÀÌÇϸé Al2O3,
ZnO´Â ¿°±â·Î¼ ÀÛ¿ëÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î º¸°í 1.5 ÀÌ»óÀ̸é
Áß¼ºÀ¸·Î º¸¾Æ °è»ê¿¡¼ »«´Ù. ÀÌ ±Ô»êµµ´Â ½½·¢ÀÌ
¾×ü ¶Ç´Â °íü¿¡¼ ¾î¶² ÈÇнÄÀÇ ±Ô»ê¿°À¸·Î
Á¸ÀçÇϴ°¡¸¦ ¾Æ´Âµ¥ ÇÊ¿äÇÏ´Ù. ºñö Á¦·Ã¿¡¼
±Ô»êµµ 1Á¤µµ´Â ¿°±â¼ºÀ̶ó ÇÏ°í 1.3~1.5 Á¤µµ´Â
Àû´çÇÑ ½½·¢, 1.5ÀÌ»óÀÌ¸é »ê¼º ½½·¢À̶ó°í ÇÑ´Ù.
¿ëÀ¶µÈ
½½·¢»ó°ú ±Ý¼Ó»ó ¶Ç´Â ¸ÅÆ® ½ºÆÄÀ̽º »ó°úÀÇ
ºÐ¸®´Â ºñÁßÂ÷¿¡ ÀÇÇÑ ºÐ¸®Àε¥ À̶§ ½½·¢ÀÇ
Á¡¼ºÀÌ Å©°Ô ¹®Á¦°¡ µÈ´Ù. Áï ½½·¢ÀÇ Á¡¼ºÀÌ Å¬
¶§´Â ÀÛÀº ÀÔÀÚ¸¦ Ÿ»óÀ» ħÀü½ÃÅ°´Âµ¥ Àå½Ã°£À»
¿äÇÏ°Ô µÇ¾î ¿ÏÀüºÐ¸®°¡ ¾î·Æ°í »ó´çÇÑ ¾çÀÇ
±Ý¼ÓÀÌ ¼Õ½ÇµÈ´Ù. ±×·±µ¥ ¾×ü±Ý¼ÓÀÇ Á¡¼ºÀº ¹°°ú
ºñ½ÁÇÏ¿© 100ºÐÀÇ ¸î poiseÁ¤µµÀε¥ ºñÇÏ¿© ±Ô»ê¿°
½½·¢ÀÇ Á¡¼ºÀº ´ë·« ±Ý¼ÓÀÇ 100¹è Á¤µµÀÌ´Ù. ºñö
½½·¢ÀÇ Á¡¼º°è¼ö´Â 5posie ÀÌÇÏÀÌ¸é ´ë´ÜÈ÷ ÁÁ°í 5~10Àº
¾çÈ£Çϸç 10 poise ÀÌ»óÀÌ¸é ºÎÀû´çÇÑ ½½·¢À̶ó°í
º»´Ù.
¡¡
¡Ü ¸ÅÆ®(matte)
¹× ½ºÆÄÀ̽º(speise)ÀÇ Á¦·Ã
¿ëÀ¶Á¦·Ã¿¡¼
Á¶±Ý¼Ó±îÁö ¸¸µç °ÍÀº Á¤·Ã¸¸ ÇÏ¸é µÇÁö¸¸, ¸ÅÆ® ¶Ç´Â
½ºÆÄÀ̽º´Â ´Ù½Ã Ư¼öÇÑ ¹æ¹ýÀ¸·Î Á¦·ÃÀ» °è¼ÓÇؾ߸¸
ÇÑ´Ù. ±× ¹æ¹ýÀº °°Áö ¾ÊÀ¸¸ç ¸ÅÆ®, ½ºÆÄÀ̽º¸¦
³Ã°¢ÇÏ¿© °íü·Î ÇÑ ´ÙÀ½¿¡ ºÐ¼âÇÏ°í, ¹è¼ÒÇÏ¿©
»êȹ°À» ¸¸µé°í , ½À½Ä¹ý¿¡ ÀÇÇؼ ºÒ¼ø¹°À» Á¦°ÅÇÑ
´ÙÀ½ ´Ù½Ã ȯ¿øÇÏ¿© ¼ø±Ý¼ÓÀ» ¾ò´Â ¹æ¹ýµµ ÀÖÀ¸³ª
¿ë·Ã·Î¿¡¼ ¸ÅÆ®¿Í ½ºÆÄÀ̽º´Â ¿ëü·Î »êÃâµÇ¹Ç·Î
¿ÀûÀ¸·Î º¸¾Æ¼ ¿ëü¸¦ ó¸®ÇÏ´Â °ÍÀÌ Æí¸®ÇÏ´Ù.
¡ß ¸ÅÆ®,
½ºÆÄÀ̽ºÁ¦·ÃÀÇ ±âº»¿ø¸®
(1) ¸ÅÆ®ÀÇ Á¦·Ã
a)
¸ÅÆ®ÀÇ Å»Ã¶
¸ÅÆ®´Â
Cu2S-FeS, Ni3S2-FeS, Ni3S2-Cu2S-FeS
°è°¡ ´ë»óÀ̸ç Żö¹æ¹ýÀº FeS¸¦ »êÈÇÏ¿© ÁÖ·Î FeO·Î
ÇÏ°í ¿ëÁ¦·Î ÷°¡ÇÏ´Â SiO2¿Í °áÇÕ½ÃÄÑ
½½·¢ÈÇÏ¿© 2»óÀ¸·Î ºÐ¸®Çϸç ÀÌ ½½·¢À» Á¦°Å ÇÑ´Ù.
b)
White Metal¿¡¼ ±Ý¼ÓÁ¦Á¶
Cu¿¡¼¸¸
½Ç½ÃÇϸç Á¶µ¿°(blister copper)À» ¾ò±â ¶§¹®¿¡ Á¶µ¿±â(blister
copper making stage)¶ó ÇÏ¸ç ±× ¹ÝÀÀÀº
Cu2S(l) + O2(g)
= 2Cu (l) + SO2(g) : ¥ÄG¡Æ T = -61,060 + 14.48T
----------------(2-1)
·Î Ç¥½ÃÇÒ ¼ö
ÀÖÀ¸³ª ÀÌ°ÍÀ» 2´Ü°è·Î »ý°¢ÇÏ¿©
2Cu2S(l) + 3O2(g)
= 2Cu2O (l) + 2SO2(g) : ¥ÄG¡Æ T =
-179,140 + 46.78T ---------(2-2)
Cu2S(l) + 2Cu2O
(l) = 6Cu(l) + SO2(g) : ¥ÄG¡Æ T = -4,040 - 3.34T
---------------(2-3)
1Â÷ Cu2O°¡
»ý±â°í ÀÌ°ÍÀÌ ³²¾ÆÀÖ´Â Cu2S¿Í ¹ÝÀÀÇÏ¿© Cu°¡
»ý¼ºµÈ´Ù´Â ¼³µµ ÀÖ´Ù.
CuÀü·Î³»¿¡¼
ÀÌ ±âÀÇ ¹ÝÀÀÀº ÀÏÁ¤ÇÑ ¿Âµµ (¿¹ 1200¡É)¿¡¼ ÀϾ¸ç
ÆòÇüÀ» À¯ÁöÇÏ¸é¼ ÁøÇàµÈ´Ù°í ÇÏ¸é ¾Æ·¡ ±×¸² 1ÀÇ Cu2S-Cu
°è¿¡ Cu2S(a)¿¡¼ Ãâ¹ßÇÏ¿© ½Ä (2-1)¿¡ ÀÇÇؼ Cu°¡
»ý±âÁö¸¸ óÀ½¿¡´Â Cu2SÁß¿¡ ¼Ò·®ÀÇ Cu°¡
¿ëÇØÇÑ ±ÕÀÏÇÑ ¿ëü(ab »çÀÌ)°¡ µÈ´Ù. Á¡Â÷·Î Cu°¡
Áõ°¡Çϸç b¿¡ À̸£¸é ÀÏÁ¤ÇÑ Á¶¼ºÀÇ Cu°¡ ¿ëÇصǾî
ÀÖ´Â Cu2S(b) ¿Í Cu2S°¡ ¿ëÇØµÈ Cu(c)ÀÇ 2¾×ÀÌ
»ý±â°í bc»çÀÌ¿¡¼´Â °øÁ¸»óÀÇ º¯È´Â ¾øÀ¸¸ç ´Ù¸¸ Cu2SÃþÀÌ
°¨¼ÒÇÏ°í, CuÃþÀÌ Áõ°¡ÇÏ´Â ¾çÀûº¯È¸¸ÀÌ ÀϾÙ. ¶Ç
ÀÌ ±â°£Àº ½Ã°£ÀûÀ¸·Î °¡Àå ±æ °ÍÀÌ´Ù. c¿¡ µµ´ÞÇϸé Cu2SÃþÀº
¾ø¾îÁö°í CuÃþ¸¸À¸·Î µÇ¸ç ´õ »êÈ°¡ ÁøÇàµÊ¿¡ µû¶ó¼
CuÁßÀÇ Cu2S°¡ Àû¾îÁ®, ³¡³» ¼ø(âí) Cu(d)°¡ µÈ´Ù.
¡¡
±×¸² 1. Cu2S-Cu
°è »óŵµ
¡¡
(2) ½ºÆÄÀ̽ºÀÇ
Á¦·Ã
½ºÆÄÀ̽ºÀÇ
°æ¿ì¿¡´Â ¹è¼Òȯ¿ø¹ýÀ» º¸Åë »ç¿ëÇÏ°í ÀÖÀ¸¸ç
Àü·Î¿¡¼ »êÈŻöÇÏ´Â ¼öµµ ÀÖ´Ù. ½ºÆÄÀ̽º´Â
¸ÅÆ®º¸´Ù ¿ëÀ¶Á¡ÀÌ ³ôÀ¸¸ç ½½·¢ÀÇ Á¡¼ºÀ» ³·Ãß±â
À§Çؼ SiO2 ÀÌ¿Ü¿¡ Na2CO3¸¦
÷°¡ ÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù.
¡¡
¡ß ·Î(ÖÓ) ¹× Á¶¾÷(ðÃåö)
1) ·Î(ÖÓ)
Àü·Î¸¦
ÁÖ·Î »ç¿ëÇϸç Àü·Î¿¡´Â Á¾Çü°ú ȾÇüÀÌ ÀÖÀ¸¸ç ·Î³»
¶óÀÌ´×(lining)À¸·Î ºÐ·ùÇÏ¸é »ê¼º°ú ¿°±â¼ºÀÌ ÀÖÀ¸³ª
ÁÖ·Î ¿°±â¼ºÀÇ ¸ðÇü P.S.(Peirse Smith)·Î°¡ ³Î¸® »ç¿ëµÈ´Ù.
¡¡
±×¸² 2. Peirse Smith¹ý
Àü·Î
¡¡
»ê¼º
Àü·Î´Â ±Ô»ê¿¬¿Í¸¦ ¶óÀÌ´×ÇÑ À§¿¡´Ù ±Ô»ç¸¦ ³Ö°í ´ÙÁø
´ÙÀ½¿¡ ¿ëÀ¶¸ÅÆ®¸¦ ³Ö°í ¿ëÁ¦´Â ¶óÀÌ´× ÀÚü¿¡¼
°ø±ÞµÇ±â ¶§¹®¿¡ ¸î ȸ »ç¿ëÇÑ ´ÙÀ½ ¶óÀÌ´×À»
°³Á¶ÇØ¾ß ÇÏ´Â ´ÜÁ¡ÀÌ ÀÖ´Ù.
¿°±â¼º
Àü·Î´Â ¸¶±×³×»çÀÌÆ® ¿¬¿Í·Î ¶óÀÌ´×ÇÏ°í »ç¿ëÇϱâ
Àü¿¡ ÀúÇ°À§ÀÇ ¸ÅÆ®¸¦ ¿ëÁ¦ SiO2¾øÀÌ Ãë·ÃÇÏ¿©
ÀÌ ¶§ »ý¼ºÇÑ Fe3O4¸¦ ¿¬ÈÇ¥¸é¿¡
ÇǺ¹½ÃÄÑ ¶óÀÌ´×À» º¸È£ÇϹǷΠ¹Ý¿µ±¸ÀûÀÎ ¶óÀÌ´×ÀÌ
µÈ´Ù.
¡¡
2) Á¶¾÷(ðÃåö)
dz±¸¸¦
ÅëÇؼ °ø±â°¡ ¿ëÀ¶¸ÅÆ® Áß¿¡ Á÷Á¢ ÃëÀԵȴÙ. ¾Ð·ÂÀº
1atmÁ¤µµÀÌ¸ç ±× ¾çÀº °è»ê·®ÀÇ 1.5¹èÀÌ´Ù. ¶Ç
dz±¸Ã·´ÜÀº °íü Fe3O2 ³ª Cu·Î
¸Þ¿öÁö±â ½¬¿ì¹Ç·Î öºÀÀ¸·Î punching ÇÏ¿© ±¸¸ÛÀÌ
¸·È÷Áö ¾Ê°Ô ÇÑ´Ù.
Á¶¾÷Àº
batch¹ýÀ̸ç, Cu¿¡¼´Â Á¶½½·¢±â¸¦ 2,3 ȸ µÇÇ®ÀÌÇÏ¿©
»ó´ç·®ÀÇ ÈÀÌÆ® ¸ÞÅ»ÀÌ ¸ðÀÎ ÈÄ¿¡ °è¼ÓÇÏ¿© Á¶µ¿±â·Î
µé¾î°£´Ù. ½½·¢ÀÌ »ý¼ºµÇ´Â °ÍÀº Á¶½½·¢±â»ÓÀ̸ç
Á¶µ¿±â¿¡´Â ºÓÀº ½½·¢(red slag)À̶ó°í ÇÏ´Â
¹Ý¿ëÀ¶»óÅÂÀÇ ½½·¢ÀÌ ¼Ò·® ¶ß°Ô µÈ´Ù.
¡¡
¡ß Á¤Àú¹ý(top-and-bottom
process orford process)
Á¤Àú¹ýÀº
Ư¼öÇÑ ¹æ¹ýÀ̸ç, Àü·Î¿¡¼ ŻöÇÑ Ni-Cu¸ÅÆ®, ¶Ç´Â Ni-Cu½ºÆÄÀ̽º¿¡
´ëÇؼ Cu¸¦ ºÐ¸®Çϱâ À§Çؼ ½Ç½ÃÇÏ´Â °ÍÀ̸ç, NiÁ¦·ÃÀÇ
ÇÑ °úÁ¤ÀÌ´Ù. Ni-Cu¸ÅÆ® ¶Ç´Â Ni-Cu½ºÆÄÀ̽º´Â ¿ëÁ¦¿¡¼
±ÕÀÏÇÏ°Ô ¿ëÇصǾî ÀÖÀ¸³ª ÀÌ¿¡ Na2S¸¦
÷°¡Çϸé Ni°¡ dzºÎÇÑ Ãþ°ú Cu°¡ dzºÎÇÑ ÃþÀÇ 2»óÀ¸·Î
ºÐ¸®µÇ´Â °ÍÀÌ À̹æ¹ýÀÇ ¿ø¸®ÀÌ´Ù.
¡¡
¡Ü ȯ¿ø ¹× ÈÖ¹ßÁ¦·Ã
ȯ¿ø
Á¦·ÃÀ̶õ ¹è¼ÒÀÛ¾÷À» ¸¶Ä£ °Í, ½À½ÄÁ¦·ÃÀ» ÇÑ °Í, ¶Ç´Â
°æ¿ì¿¡ µû¶ó¼´Â ¿ë·Ã±îÁöµµ °ÅÄ£ °Í µî Àû´çÇÑ
¿¹ºñ󸮸¦ ÇÑ ¿ø·á, ¶Ç´Â ´Ù¸¥ Á¦·Ã¹ýÀÇ ºÎ»ê¹°À»
¿ø·á·Î ÇÏ¿© Àû´çÇÑ È¯¿ø¹ý¿¡ ÀÇÇؼ ±Ý¼ÓÀ» Á¦Á¶ÇÏ´Â
ÀÛ¾÷ÀÌ´Ù.
¡¡
¡ß »êȹ°ÀÇ È¯¿ø
(1)¼ö¼Ò¿¡ ÀÇÇÑ
ºÒÈֹ߼º ±Ý¼Ó¹ÝÀÀ¹°ÀÇ È¯¿ø
MO¸¦
±Ý¼Ó»êȹ°À̶ó°í ÇÏ¸é ±×ÀÇ È¯¿ø¹ÝÀÀÀº ÀϹÝÀûÀ»
´ÙÀ½ ½Ä°ú °°ÀÌ Ç¥½ÃµÈ´Ù.
MO(s) + H2(g)
= M(s) + H2O(g) : K4=P H2O /PH2
----------------- (2-4)
À̽ÄÀº
MO(s) = M(s) + 1/2O2(g)
: K5=PO21/2 ---------------------------(2-5)
H2(g) + 1/2O2(g)
= H2O(g) : K6=P H2O /PH2
PO21/2 --------------(2-6)
¥ÄGT¡Æ =-60,200 + 13.92T
--------------------------------------(2-7)
À§ µÎ½ÄÀ» ÇÕÇÏ¿©
¾òÀ» ¼ö ÀÖ´Ù.
K4°ªÀÌ
Ŭ¼ö·Ï, ¶Ç´Â ½Ä(2-7)ÀÇ ¡°-¡°°ªÀÌ Å¬¼ö·Ï ¹ÝÀÀÀº
¿ÞÂÊ¿¡¼ ¿À¸¥ÂÊÀ¸·Î ÁøÇàÇϱ⠽±´Ù.Áï ȯ¿øÀÌ µÇ±â
½±´Ù. ¼ö¼Ò¿¡ ÀÇÇÑ È¯¿øÀº ¼ö¼ÒÀÇ °ªÀÌ °í°¡ À̹ǷÎ
ÀÏ¹Ý °ø¾÷¿¡¼ÀÇ È¯¿øº¸´Ù ±Í±Ý¼ÓÀÇ È¯¿ø¿¡ ¸¹ÀÌ
»ç¿ëµÈ´Ù.
¡¡
(2) ÀÏ»êÈź¼Ò¿¡
ÀÇÇÑ ºÒÈֹ߼º ±Ý¼Ó»êȹ°ÀÇ È¯¿ø
»êȹ°ÀÇ
ȯ¿øÁ¦·Î¼ °ø¾÷ÀûÀ¸·Î ź¼Ò°¡ »ç¿ëµÇ´Â ÀÏÀÌ ¸¹´Ù.
¸ñź, ¹«¿¬Åº, ÄÚ¿ìÅ©½º µîÀ» »ç¿ëÇϸç, ÀÌ
ȯ¿ø¹ÝÀÀ¿¡¼´Â °íüź¼Ò¿¡ ÀÇÇÑ È¯¿ø°ú CO°¡½º¿¡
ÀÇÇÑ ±âüȯ¿øÀÌ ÀϾÙ. ±×·¯³ª º¸Åë
Á߱ݼӻêȹ°ÀÇ È¯¿ø¿¡¼´Â ³·Àº ¿Âµµ¿¡¼ CO¿¡ ÀÇÇÑ
ȯ¿ø¼Óµµ°¡ ÇöÀúÇÏ°Ô Å©´Ù. CO-CO2 »çÀÌÀÇ
ÆòÇüÀ» Ç×»ó °í·ÁÇØ¾ß µÈ´Ù.
C + CO2 = 2CO
: ¥Ä GT¡Æ = 40,850 - 41.70T -----------------------(2-8)
ÀÌ
¹ÝÀÀÀ» Boudouard ÆòÇüÀ̶ó°í ÇÑ´Ù. ZnOÀÇ È¯¿ø¿¡ ´ëÇؼ
°íÂûÇغ¸¸é,
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) +
CO2(g) : ¥Ä GT¡Æ = 44,850 - 28.25T ------(2-9)
ÀÌ
¹ÝÀÀ¿¡¼ ȯ¿ø¿Âµµ°¡ ³ôÀ¸¸é ZnÀº °¡½º»óÅÂÀ̳ª ½ÇÁ¦
ZnO ȯ¿øÁ¦·Î C¸¦ »ç¿ëÇϹǷΠCO2ÀÇ ¾çÀº
°í¿Â¿¡¼ÀÇ Boudouard ÆòÇü¿¡ ÀÇÇؼ Á¦ÇÑÀ» ¹Þ´Â´Ù. Áï
½Ä(2-8), (2-9)À» µ¿½Ã¿¡ °í·ÁÇØ¾ß ÇÑ´Ù.
¡¡
(3) È¥ÇÕ±âü¿¡
ÀÇÇÑ ±Ý¼Ó»êȹ°ÀÇ È¯¿ø
CH4
°¡½º ¶Ç´Â õ¿¬°¡½º¸¦ ȯ¿øÁ¦·Î »ç¿ëÇÏ´Â ZnO ÀÇ
ȯ¿øÀ» °íÂûÇÏ¸é ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
ZnO + CH4 = Zn
+ CO + 2H2 ---------------------------------(2-10)
ÀÌ
¹ÝÀÀÀº ÀÌ·ÐÀûÀ¸·Ð À¯¸®ÇÑ È¯¿ø¹ÝÀÀÀ̳ª C¿Í ºñ±³Çؼ
°¡°ÝÀÌ ³ôÀ¸¸ç, ³»È ·¹Å丣Ʈ¸¦ »ç¿ëÇÏ°íÀÚ ÇÒ ¶§´Â
±× °¡°ÝÀÌ ºñ½Ñ °Í, CH4 ÀÇ ºÐÇØ¿¡ ÀÇÇؼ
»ý¼ºµÇ´Â C·Î °ü µîÀÌ ¸·È÷´Â °Í, ȯ¿ø°¡½º¿Í ȯ¿øÇÒ
¹°Áú°úÀÇ Á¢ÃËÀ» ¿ÏÀüÇÏ°Ô ÇÒ ¼ö ¾ø´Â °Í µîÀÇ °áÁ¡ÀÌ
ÀÖ¾î ÇöÀç °ø¾÷ÀûÀ¸·Î »ç¿ëµÇÁö´Â ¾È´Â´Ù.
¡¡
(4) C¿¡ ÀÇÇÑ
±Ý¼Ó»êȹ°ÀÇ È¯¿ø
°íüȯ¿ø¿¡¼´Â
ȯ¿øÁ¦°¡ ¹ÝÀÀ¿Âµµ¿¡¼µµ °íüÀÌ°í, ȯ¿øÇÒ ¹°ÁúÀÌ
°íüÀ̹ǷΠ°íü¿Í °íü°¡ Á÷Á¢ ¹ÝÀÀÇÏ°Ô µÇ¸ç, 2°³ÀÇ
°í»ó °æ°è¿¡¼ ¹ÝÀÀÀÌ ÁøÇàµÇ¸ç, ±×ÀÇ ¹ÝÀÀ¼Óµµ´Â
ȯ»êÇö»ó¿¡ µû¶ó¼ Á¿ìµÈ´Ù. ±×·¯³ª ȯ¿øÁ¦°¡
°íüÀÏÁö¶óµµ, ÀÌ°ÍÀÌ ÀϺΠ±âȵǾî ȯ¿øÇÒ ¹°Áú°ú
ÀÛ¿ëÇÏ´Â ¶§µµ Á¾Á¾ ÀÖÀ¸³ª ÀÌ°ÍÀº ±âüȯ¿øÀ¸·Î
Ãë±ÞÇØ¾ß ÇÑ´Ù.
MgO¸¦
CaC2·Î ȯ¿øÇÏ´Â ¹ÝÀÀÀ» º¸¸é,
MgO(s) + CaC2(s)
= Mg(g) + CaO(s) +2C(s) : ¥ÄGT¡Æ = 41,850 - 18.85T ---(2-11)
ÀÌ
°íü¹ÝÀÀÀº MgO¿Í CaC2ÀÇ Áß°£¿¡ MgO Ãø¿¡ CaO °¡,
¶Ç CaC2 Ãø¿¡ C°¡ Á¸ÀçÇÑ´Ù. MgO Ãø¿¡´Â Ca°¡ CaC2Ãø¿¡´Â
Mg °¡ ȯ»êÇÑ ÇüÅ°¡ µÇ¸ç MgOÃø¿¡´Â CaO°¡ »ý±â°í, CaC2Ãø¿¡´Â
2C + Mg °¡ »ý¼ºÇÏ°Ô µÇÁö¸¸, ¹ÝÀÀÀº °¨¾ÐÇÏ¿¡¼ 1,100¡Æ C
Á¤µµ¿¡¼ ½Ç½ÃÇϹǷΠ»ý¼º Mg´Â ±âȵǰí,
¹ÝÀÀ°æ°è¿¡¼´Â C°¡ ³²°ÔµÈ´Ù.
¡ß ÈÖ¹ßÁ¦·Ã
(1) ÈÖ¹ßÁ¦·ÃÀÇ
¿ø¸®
¾î¶²
¹°Ã¼°¡ Áõ¹ßÇÏ¿© ÀÏÁ¤ÇÑ °ªÀÇ ¾Ð·ÂÀ» ³ªÅ¸³½´Ù. ÀÌ
°íü-±âü ¶Ç´Â ¾×ü-±âü°¡ ÆòÇüÀÏ ¶§ÀÇ ±âüÀÇ
¾Ð·ÂÀ» ±× ¹°ÁúÀÇ Áõ±â¾ÐÀ̶ó°í ÇÑ´Ù. °íü ¶Ç´Â
¾×üÀÇ Áõ±â¾Ð(p)Àº ¿Âµµ°¡ »ó½ÂÇÔ¿¡ µû¶ó¼ Áõ°¡Çϸç,
log p ¿Í 1/T´Â °ÅÀÇ ºñ·ÊÇÑ´Ù. ¾Æ·¡ ±×¸² 3Àº
Áß¿äÇÑ ±Ý¼ÓÀÇ °íü ¹× À¶Ã¼¿¡¼ÀÇ log p ¿Í 1/TÀÇ
°ü°è¸¦ ³ªÅ¸³½ °ÍÀÌ´Ù.
¡¡
±×¸² 3. ±Ý¼ÓÀÇ
Áõ±â¾Ð
¡¡
(2) Áõ·ù·Î¿Í Á¶¾÷
Áõ·ù·Î´Â
Á¾Çü°ú ȾÇüÀÌ ÀÖÀ¸¸ç, ȾÇüÀÇ ´ëÇ¥ÀûÀÎ °ÍÀº ¼öÆò
·¹Å丣Ʈ¿Í ȸÀü·ÎÀÌ´Ù. ¾Æ·¡ ±×¸² 4´Â Zn ·¹Å丣ƮÀÇ
¿Ü°üÀÌ´Ù ±æÀÌ 120 ? 140cm, ¹Ù±ùÁö¸§ 30cm Á¤µµÀÇ ÇÑÂÊ
³¡À» ºÀÇÑ ¿ø°üÀÌ¸ç ³»ÈÁ¡ÅäÁ¦·Î µÇ¾îÀÖ´Ù.
¡¡
±×¸² 4. ·¹Å丣Ʈ
Áõ·ù·Î
¡¡
¼öÆò·¹Å丣ƮÀÇ
ȯ¿ø¿Âµµ´Â 1,000~1,250¡ÉÀ̸ç ÀÀÃà¾×»ó ZnÀº 1ÀÏ 3~4 ȸ
ÈíÃâ(ýåõó)ÇÑ´Ù. Zn Ç°À§´Â 98.5% ÀüÈÄÀÇ °ÍÀ̸ç, ȯ¿øÀÌ
³¡³ ·¹Å丣Ʈ ³»ÀÇ ÀÜÀç Áß¿¡´Â ¾ÆÁ÷µµ 5~15% ZnÀ»
Æ÷ÇÔÇÏ°í ÀÖÀ¸¸ç ZnÀÇ È¸¼öÀ²Àº ÀϹÝÀûÀ¸·Î 80~ 90 %
ÀüÈÄÀÌ´Ù.
(2) ÈÖ¹ß·Î¿Í Á¶¾÷
½À±âÀÌ¿Ü¿¡
ÈÖ¹ßÁ¦·Ã¿¡ ÀÌ¿ëµÇ´Â ÀåÄ¡´Â Èֹ߷ΰ¡ ÀÖÀ¸¸ç,
Æ÷ÁýÀåÄ¡´Â ÀÀÃà±â°¡ ¾Æ´Ï°í, ¿¬ÅºÈ¸¼öÀåÄ¡°¡
ÀÌ¿ëµÇ´Â °æ¿ì°¡ ÀÖ´Ù. Èֹ߷δ ȾÇü·Î ¹× Àü±â·Î°¡
ÀÖÀ¸¸ç, ȾÇü·ÎÀÇ ´ëÇ¥ÀûÀÎ °Í¿¡ ȸÀü·Î°¡ ÀÖ´Ù. ZnÀÇ
Ž±¤(÷±ÎÎ)À» ¹è¼ÒÇÑ ½½·¢ µî¿¡¼ Zn À» ZnO·Î ȸ¼öÇÏ´Â
Waelz¹ýÀº ¾à°£ °æ»çÁø ¿øÅë»ó(ê÷ÕßÒ) ȸÀü·Î¸¦
»ç¿ëÇϸç, ´À¸° ȸÀü¿¡ ÀÇÇØ ÀåÀÔ¹°À» À̵¿½ÃÅ°¸ç,
ÁßÀ¯ ¹ö¾î³Ê µîÀ¸·Î ³»ºÎ¸¦ °¡¿ÇÏ¿© ¹ÝÀÀ½ÃŲ´Ù.
¿Âµµ´Â ÃÖ°í 1,150 ? 1,350¡Æ C Á¤µµÀ̸ç ÀåÀÔ¹° Áß¿¡
÷°¡µÇ¾î ÀÖ´Â 30% Á¤µµÀÇ È¯¿ø¿ë ÄÚ¿ìÅ©½º ¶§¹®¿¡
ÀåÀÔ¹° ÁßÀÇ ZnO°¡ ȯ¿øµÇ¾î ±Ý¼Ó ZnÀÌ µÇ¾î ±âȵÇÁö¸¸,
°ø±â°¡ Á¸ÀçÇϱ⠶§¹®¿¡ »êȵǾî ZnO°¡ µÇ¾î ·Î¿Ü(ÖÓèâ)·Î
³ª¿À°Ô µÈ´Ù. ÀÌ°ÍÀº ÄÚÆ®·¤(cottrell) ¶Ç´Â Æ÷´ë(bag)·Î
Æ÷ÁýÇÑ´Ù. ¼öÀ²Àº 85%Á¤µµÀÌ´Ù.
¡¡
¡Ü °Ç½ÄÁ¤·Ã(ËëãÒïñÖ¨)
°Ç½ÄÁ¦·Ã¿¡¼
¾òÀº ±Ý¼ÓÀº ÀϹÝÀûÀ¸·Î ºÒ¼øÇÏ´Ù. ½À½ÄÁ¦·Ã¿¡¼µµ
±Ý¼ÓäÃë¿¡ ÀüÇØäÃë·Î ¾òÀº ±Ý¼ÓÀº ¼øµµ°¡ ³ôÀ¸³ª
ÈÇРġȯÀÎ °æ¿ì¿¡´Â »ó´çÈ÷ ºÒ¼ø¹°À» °®´Â °æ¿ì°¡
¸¹´Ù. ¶ÇÇÑ ºÒ¼ø¹°ÀÇ ÇÔÀ¯·®ÀÌ ¹Ì·®ÀÌ¶óµµ ±× ±Ý¼ÓÀÇ
¼ºÁúÀ» »ó´çÈ÷ ¾ÇȽÃÅ°´Â Àϵµ ÀÖÀ¸¸ç °í¼øµµ°¡
¿ä±¸µÇ´Â °æ¿ì°¡ ÀÖ´Ù.
¡ß ¿ë¸®(éÁ×î)¿¡
ÀÇÇÑ Á¤·Ã
±Ý¼Ó°£ÀÇ
À¶Á¡ Â÷·Î ºÐ¸®ÇÏ´Â ¹æ¹ýÀ¸·Î ÁÖ·Î ±ÕÀÏ¿ë¾×ÀÌ ÀÀ°í
ÇÒ ¶§¿¡ Á¶¼ºÀÌ °°Áö ¾ÊÀº °íü°¡ Á¤ÃâÇÏ´Â Çö»óÀ¸·Î
ÀÌ¿ëÇÑ °ÍÀ̹ǷΠÀÌÀÇ »óŵµ·ÎºÎÅÍ ¿ë¸®¹ý(liquation)ÀÇ
Àû¿ë ¿©ºÎ¸¦ ¿¹ÃøÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
(1) ÁֱݼÓÀÇ
¿ëÀ¶Á¡ ºÎ±Ù¿¡¼ ºÒ¼ø¹°ÀÇ ¿ëÀ¶µµ°¡ ÀûÀº °æ¿ì
ÁֱݼÓÀÇ
¿ëÀ¶Á¡ ºÎ±Ù¿¡¼ ºÒ¼ø¹°ÀÇ ¿ëÀ¶µµ°¡ ÀüÇô ¾ø´Â
°æ¿ì¿¡´Â ¾Æ·¡ ±×¸² 5ÀÇ (a)¿¡ ÇØ´çÇÏ°í ºÒ¼ø¹°ÀÇ
¿ëÀ¶µµ°¡ ÀûÀº °æ¿ì´Â (b)¿¡ ÇØ´çÇÏ¸ç ºÒ¼ø¹°ÀÇ Á¤·Ã¿¡
°¡Àå Æí¸®ÇÏ´Ù.¡¡
±×¸² 5. ¿ë¸®°¡´ÉÇÑ
2¿ø ÇÕ±Ý°è »óŵµ
¡¡
½Ç·Ê·Î¼
Á¶¾Æ¿¬(ðØä¬æç)ÀÇ Á¤·ÃÀ» µé¾î º¸ÀÚ. Áõ·ù¾Æ¿¬ Ç°À§ÀÇ
ÇÑ ¿¹¸¦ º¸¸é 97.76% Zn, 2.10% Pb, 0.10% Fe, 0.03% Cd¿Í °°ÀÌ
ºÒ¼ø¹°ÀÇ ÇÔÀ¯À²ÀÌ ³ôÀ¸¹Ç·Î ¿ë¸®¿¡ ÀÇÇÏ¿© Pb, Fe¸¦
Á¦°ÅÇÑ´Ù. Á¶¾Æ¿¬À» ÀÛÀº ¹Ý»ç·Î¿¡¼ ZnÀÇ À¶Á¡º¸´Ù
Á¶±Ý ³ôÀº ¿Âµµ¿¡¼ 24-72½Ã°£ À¯ÁöÇÑ´Ù. À¶Ã¼´Â
ºñÁßÂ÷·Î 3ÃþÀ¸·Î ºÐ¸®µÈ´Ù. ZnÀº °¡º¿ì¹Ç·Î ÃÖ»óÃþ¿¡
¿À°í pb´Â 2%Á¤µµ ZnÀ» ÇÔÀ¯ÇÑ À¶Ã¼·Î µÇ¾î ·Î¹Ù´Ú¿¡
ħ°Çϸç Fe´Â Fe-Zn ÇÕ±ÝÀÇ °íü·Î¼ Áß°£ÃþÀ»
Çü¼ºÇÑ´Ù.
(2) °øÁ¤(ÍìïÜ)À»
¸¸µå´Â °æ¿ì
¾Æ°øÁ¤ÇÕ±ÝÀÇ
¿¹·Î ±×¸² 6ÀÇ Pb-Ag ÇÕ±ÝÀ» µé ¼ö ÀÖÀ¸¸ç ÀÌ ¹æ¹ýÀº
Á¶¿¬ÀÇ Á¤Á¦¿¡¼ Pattison ¹ýÀ¸·Î¼ ÀÌ¿ëµÇ°í ÀÖ´Ù.
¡¡
±×¸² 6. Ag-Pb°è
»óŵµ
¡¡
Ag
2.5%ÀÌÇÏÀÇ Pb À¶Ã¼¸¦ Á¡Â÷ ³Ã°¢ÇÏ¸é ¿ì¼± Pb°¡
ÃÊÁ¤À¸·Î¼ Á¤ÃâÇÏ¿© À¶Ã¼´Â Ag°¡ ³óÃàÇÏ°Ô µÈ´Ù.
À̷лó °øÁ¤Á¡±îÁö ÇÔÀº·®(ùßëÞÕá)ÀÌ ³óÃàµÇ¾î¾ß
ÇÏÁö¸¸ ½ÇÁ¦·Î´Â °øÁ¤¿Âµµ¿¡ ²À À¯ÁöÇÒ ¼ö°¡ ¾øÀ¸¸ç
°øÁ¤¿Âµµº¸´Ù ¾à°£ ³ôÀº ¿Âµµ¿¡¼ Á¶¾÷ÇÏ°Ô µÇ¹Ç·Î
1.75%AgÁ¤µµ±îÁö ³óÃàµÈ´Ù.
¡ß ´ëÁ¤Á¦(Óáïñð²,
Zone refining)
´ë¿ëÀ¶Àº
´ëÁ¤Á¦¿Í ´ë±ÕÁú¿ëÀ¶(ÓáгòõéÁë×)À¸·Î ³ª´©¾î¼
»ý°¢Çϸç ÀüÀÚ´Â °í¼øµµÀÇ ¹°ÁúÀ» ¾òÀ» ¸ñÀûÀ¸·Î Çϸç
ÈÄÀÚ´Â ±ÕÁúÇÑ °íü¹°ÁúÀ» ¾òÀ» ¸ñÀûÀ¸·Î ÇÑ´Ù.
¿ëÀ¶ÇÕ±ÝÀ» ³Ã°¢ÇÏ´Â °úÁ¤¿¡¼ ºÒ¼ø¹°ÀÌ ¼®ÀÌ(à°ìÆ)ÇÏ´Â
Çö»óÀ» ¹°ÁúÀÇ Á¤Á¦¿¡ ÀÀ¿ëÇÑ °ÍÀ¸·Î¼ ½Ã·á¸¦ ÀÏ´Ü(ìéÓ®)¿¡¼
¿ëÀ¶ÇÏ°í ¿ëÀ¶´ë¸¦ À̵¿ÇÏ¸é ´Ù¸¥ Ÿ´Ü(öâÓ®)ÀÇ
ÃÖÈÄ¿¡ ÀÀ°íÇÏ´Â ºÎºÐ¿¡ ºÒ¼ø¹°ÀÌ ÀÀÁýÇÑ´Ù. ÀÌ
¹æ¹ýÀ» ¸î ¹ø ¹Ýº¹ÇÏ¿© Á¤Á¦ÇÑ´Ù.
k¸¦
ºÐ¹è°è¼ö¶ó°í Çϴµ¥ ÀÌ°ÍÀº ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
k = (°í»ó ÁßÀÇ BÀÇ
³óµµ) / (°í»ó°ú ÆòÇüÀÎ ¾×»ó ÁßÀÇ BÀÇ ³óµµ)
k<1
ÀÎ °æ¿ì¿¡´Â k°¡ ÀÛÀ»¼ö·Ï ÃÖÃÊ¿¡ ÀÀ°íÇÑ ºÎºÐÀÌ
¼ø¼öÇÏ°Ô µÇ°í k>1ÀÎ °æ¿ì¿¡´Â ÃÖÈÄ¿¡ ÀÀ°íÇÑ ºÎºÐÀÌ
¼ø¼öÇÏ°Ô µÈ´Ù. k=1À̸é Á¤Á¦È¿°ú´Â ¾ø´Ù.
Á¤Á¦ÀÇ
Ãʱ⿡´Â ºÒ¼ø¹°ÀÇ À̵¿ÀÌ ºü¸£°Ô ÇÑ °³ÀÇ ¿ëÀ¶´ë°¡
À¯È¿Çϸç Á¾±â(ðûÑ¢)¿¡´Â ½Ã·á ºÀÀÇ ±æÀÌ¿Í ÇÑ
¿ëÀ¶´ëÀÇ ±æÀÌÀÇ ºñ°¡ 10 ¶Ç´Â ±× ÀÌ»óÀ̸é Á¤Á¦¿¡
À¯È¿ÇÏ´Ù. ³óµµ ºÐÆ÷°¡ ¹«ÇÑ´ëȸÁ¤Á¦(ÙíùÚÓÞüÞïñð²)¿¡
°¡±î¿î °á°ú°¡ ¾ò±â±îÁö ¹Ýº¹ÇÏ¿©¾ß ÇÒ Á¤Á¦ ȸ¼ö´Â
ºÐ¹è °è¼ö kÀÇ °ª, ºÀÀÇ ±æÀÌ¿Í ¿ëÀ¶´ëÀÇ ±æÀÌÀÇ ºñ¿¡
µû¶ó ´Ù¸£´Ù.
¡ß Á¦ 3 ±Ý¼ÓÀÇ
÷°¡¿¡ ÀÇÇÑ Á¤·Ã
À¶Ã¼¿¡¼
Áֱݼӿ¡ ³ì¾Æ µé¾î°¡Áö ¾Ê°í ºÒ¼ø¹°°ú ³ì´Â Á¦ 3
±Ý¼ÓÀ» ÷°¡ÇÏ¿© (1)ºÒ¼ø¹°À» ÀÌ ¼Ó¿¡ ¿ëÀÔ(éÁìý)½ÃÄÑ
Á¦°ÅÇÏ´Â ¹æ¹ý Áï ºÐ¹èÀ²À» ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¹æ¹ý°ú (2)ºÒ¼ø¹°°ú
°íÀ¶Á¡À» °®´Â ±Ý¼Ó°£ÈÇÕ¹°À» ¸¸µé¾î ¼®Ãâ Á¦°ÅÇÏ´Â
¹æ¹ý, Áï ħÀü¹ýÀÇ µÎ °¡Áö°¡ ÀÖ´Ù.
(1) ºÐ¸®À²À»
ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¹æ¹ý
¿ë¸ÅÃßÃâ°ú
°°Àº ¿ø¸®·Î ¼ö¿ë¾× ÁßÀÇ FeCl3¸¦ ¿¡Å׸£¿¡
³Ö°í ½ÉÇÏ°Ô Èçµé¸é ¿¡Å׸£´Â ¼ö¿ë¾×¿¡ Àß ³ìÁö
¾ÊÀ¸¸ç FeCl3°¡ ¿¡Å׸£¿¡ Èí¼öµÇ¾î¼
¼ö¿ëµÇ¾î¼ ¼ö¿ë¾×À¸·ÎºÎÅÍ ºÐ¸®Á¦°Å µÇ´Â ¹æ¹ýÀÌ´Ù.
÷°¡ÇÏ´Â Á¦ 3 ±Ý¼ÓÀº ÁֱݼӰú ¿ëÇؼºÀÌ ¾øÀ¸¸ç
ºñÁßÀÇ Â÷ÀÌ°¡ ÀÖ¾î¾ß ÇÑ´Ù. PbÀÇ ¿¹¸¦ º¸¸é, Á¤Á¦¿¡¼
Å»Àº ÇÒ ¶§ ZnÀ» ³Ö¾î¼ Á¦°ÅÇÏ´Â Parkes¹ýÀÇ ÀϺΰ¡
ºÐ¹è·üÀÇ ¿ø¸®¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ °ÍÀÌ´Ù. ¿ëü¿¡¼ ºñÁßÀÇ
Â÷ÀÌ·Î À̾׻óÀ¸·Î ºÐ¸®Çϸç Pb ÁßÀÇ Ag°¡ Zn¿¡ Èí¼ö°¡
Àß µÈ´Ù. ±× ÈÄ ³Ã°¢µÇ¾î °¡´Â »çÀÌ¿¡ Ag¸¦ ÇÔÀ¯ÇÑ Zn°¡
¼®ÃâÇÏ¿© ÃÖÈÄ¿¡´Â ¼Ò·®ÀÇ Zn ¹× Ag¸¦ ÇÔÀ¯ÇÑ
»ï¿ø°øÁ¤À¸·Î¼ °íÈÇÑ´Ù.
(2) ±Ý¼Ó°£ÈÇÕ¹°(ÐÝáÕÊàûùùêÚª)·Î¼
Á¦°Å ÇÏ´Â ¹æ¹ý
±Ý¼Ó°£ÈÇÕ¹°ÀÌ
ÀϹÝÀûÀ¸·Î À¶Á¡ÀÌ ³ôÀº °ÍÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© ºÒ¼ø¹°°ú
ÈÇÕ¹°À» ¸¸µå´Â Á¦3±Ý¼ÓÀ» °¡ÇÏ¿© ±× ÈÇÕ¹°À»
ÃÊÁ¤½ÃŲ´Ù. ÀÌ °æ¿ì¿£ »ý¼ºÇÏ´Â ÈÇÕ¹°°ú ÁֱݼÓ
»çÀÌ¿¡ ºñÁßÂ÷°¡ »ó´çÈ÷ ÀÖ¾î¾ß ÇÏ°í, Áֱݼӿ¡ ´ëÇÑ
¿ëÇصµ°¡ ÀÛÀº °Í µîÀÌ ÇÊ¿ä Á¶°ÇÀÌ´Ù. ÀÌ ¹æ¹ýÀº (1)¿¡¼
¼³¸íÇÑ °Í°ú °°ÀÌ Parkes¹ý¿¡¼ Zn»ó¿¡ Ag°¡ Èí¼öµÇ¾î
ºÐ¹èÀ²·Î Á¦°Å ½ÃŲ ÈÄ ³Ã°¢½ÃÄÑ °¡¸é Pb·ÎºÎÅÍ Ag°¡
±Ý¼Ó°£ÈÇÕ¹°À» ¸¸µé¾î ¼®Ãâ Á¦°ÅµÇ°í, Zn°ú Ag»çÀÌ¿¡´Â
AgZn4, Ag2Zn8, AgZn, Ag3Zn2ÀÎ
±Ý¼Ó°£ÈÇÕ¹°ÀÌ ÀÖÀ¸³ª ½ÇÁ¦ÀÇ Á¶¿¬ ÁßÀÇ Ag ³óµµ
¹üÀ§¿¡¼´Â Ag´Â Ag2Zn5 ¹×AgZnÀÎ
±Ý¼Ó°£ÈÇÕ¹°·Î Á¦°ÅµÈ´Ù.
¡ß Áõ·ù¿¡ ÀÇÇÑ
Á¤·Ã
°íü
¶Ç´Â ¾×üÀÇ Áõ±â¾ÐÀº ±× ¹°ÁúÀÇ Æ¯À¯ÇÑ ¼ºÁúÀÌ°í
´õ¿íÀÌ ¿ÂµµÀÇ »ó½Â¿¡ µû¶ó Áõ°¡ÇÑ´Ù. Áï log p ¿Í 1/T ´Â
°ÅÀÇ ºñ·ÊÇÑ´Ù. ÀÌ ¹°ÁúÀÇ °íÀ¯ÇÑ Áõ±â¾ÐÀÇ Â÷¸¦
ÀÌ¿ëÇÏ´Â Á¤·Ã¹æ¹ýÀ¸·Î ½ÇÁ¦·Î´Â ¿¬(æç) ÁßÀÇ Å»¾Æ¿¬,
Á¶¾Æ¿¬ ÁßÀÇ Pb, Cd ºÐ¸® MgÀÇ °¨¾ÐÁõ·ù µî¿¡ ÀÀ¿ëµÇ°í
ÀÖ´Ù.
(1) ¿¬, ¾Æ¿¬ÀÇ
ºÐ¸®
ÇÕ±ÝÀº¿¬(ëÞæç)¿¡
ZnÀ» ÷°¡ÇÏ¿© AgÀ» Á¦°ÅÇÑ (Parkes ¹ý) ¿¬¿¡´Â 0.7%Á¤µµÀÇ
Zn°¡ ÀÖ´Ù.ÀÌ ZnÀ» Áø°øÁõ·ù¹ýÀ¸·Î Á¦°ÅÇÑ´Ù. ³³ÀÇ
ºñÁ¡Àº 1740¡É, ¾Æ¿¬Àº 907¡Æ CÀ¸·Î ºñÁ¡ÀÇ Â÷ÀÌ°¡ ÀÖ¾î¼
Áõ·ù·Î ºÐ¸® ÇÒ ¼ö°¡ ÀÖ´Ù.¾Æ¿¬Àº HenryÀÇ ¹ýÄ¢¸¦
µû¸£¸ç ¿¬Àº RaoultÀÇ ¹ýÄ¢À» µû¸¥´Ù. Áø°øÅ»¾Æ¿¬ÀÇ
½ÇÁ¦ Á¶¾÷¿¡¼´Â 110-150 ÅæÀÇ ³³ ÁßÀÇ Zn 90% ÀÌ»óÀ» 600¡Æ
C ¿¡¼ 0.05~0.5 mmHg ÀÇ °¨¾ÐÇÏ¿¡¼ 5½Ã°£¿¡ Á¦°Å µÇ¸ç
ó¸®ÇÑ ³³ ÁßÀÇ Zn´Â 0.05% ÀÌÇÏ·Î µÈ´Ù.
¡ß »ê¼Ò, À¯È²,
¿°¼Ò¿¡ ´ëÇÑ Ä£È·ÂÀÇ Â÷À̸¦ ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¹æ¹ý
ºÒ¼ø¹°ÀÌ
¸ñÀû±Ý¼Óº¸´Ù »ê¼Ò, À¯È², ¿°¼Ò µî¿¡ ´ëÇÑ Ä£È·ÂÀÌ Å¬
¶§´Â ÀÌ Ä£È·ÂÀÇ Â÷¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© ºÒ¼ø¹°À» Á¦°ÅÇÒ ¼ö
ÀÖ´Ù.
(1) »êÈÁ¤·Ã
±Ý¼Ó
M1Áß¿¡ ºÒ¼ø¹° M2°¡ ³óµµ x2(¿øÀںзü)·Î
³ì¾Æ ÀÖ´Â »óÅ¿¡¼ M2ÀÇ »ê¼Ò¿ÍÀÇ Ä£È·ÂÀ»
»ìÆì º¸¸é ´ÙÀ½°ú °°´Ù. Áï ³óµµ x2ÀÇ »óÅ·κÎÅÍ ³óµµ1ÀÇ
»óÅ·ΠM2¸¦ ²¨³»¼ »êȽÃÅ°´Â °ÍÀ» M2ÀÇ
ģȷÂÀ̶ó°í Çϸé M2¸¦ M1¿¡¼ ²¨³»´Â
ÀÏ(work)µµ ¶ÇÇÑ »ý°¢ÇØ¾ß ÇÑ´Ù. ³óµµ x2¿¡¼ÀÇ M2ÀÇ
È°µ¿µµ¸¦ a2¶ó°í ÇÏ¸é ²¨³»´Â ÀÏ ¥ÄGa´Â
¥ÄGa = -RT ln
a2
µû¶ó¼
M2 + O2
= M2O2 ¥Ä GM2¡Æ
+ ) M2 (M1 ÁßÀÇ M2) =
M2¥Ä Ga
M2 (M1 ÁßÀÇ M2) + O2 = M2O2 ¥ÄGM2¡Æ +
¥ÄGa
¡¡
Áï
¥ÄGM2¡Æ + ¥ÄGa
= ¥ÄGM2¡Æ - RT ln a2
°¡ ºÒ¼ø¹°ÀÇ
»ê¼ÒģȷÂÀ» ³ªÅ¸³½´Ù. ÇÑÆí ÀÚÀû±Ý¼Ó M1Àº
¾à°£ÀÇ ºÒ¼ø¹°À» °¡Áö°í ÀÖÀ¸¹Ç·Î x¡Ö1 ·Î º¸¾Æµµ
»ó°ü¾ø´Ù. µû¶ó¼ ¼ø¼öÇÑ M1ÀÇ »êÈÀÇ ¥ÄGM1¡Æ
¸¦ »ý°¢ÇÏ¸é µÈ´Ù. ÀÌ µÎ ±Ý¼ÓÀÇ ÀÚÀ¯¿¡¼Áö¿Í ¥ÄGM1¡Æ
°¡ ¶È°°¾Æ Áö´Â ¿Âµµ¿¡¼ÀÇ a2¸¦ ±¸Çϸé
ÀÌ a2ÀÇ °ªÀÇ ³óµµ±îÁö »êȷμ M2°¡ Á¦°Å
µÇ¸ç ÀÌ ÀÌ»óÀº »êÈ ½ÃÅ°´õ¶óµµ M2 ³ª M1ÀÌ
¶È°°Àº ºñÀ²·Î »êÈµÇ¾î »ç½Ç»ó Á¤·ÃÀÇ È¿°ú°¡ ¾ø´Ù.
(2) È²È Á¤·Ã
Á¶±Ý¼Ó
ÁßÀÇ ºÒ¼ø¹°À» Ȳȹ°·Î¼ Á¦°ÅÇÏ´Â Á¤·Ã¹ýÀÌ´Ù.
½Ç·Ê·Î´Â Á¶¿¬ ÁßÀÇ Cu¸¦ Á¦°ÅÇÏ´Â Å»µ¿¿¡ ÀÌ¿ëÇÑ´Ù.
Á¶¿¬ÀÇ ¿ë¸®Á¤Á¦¿¡ ÀÇÇÑ Å»µ¿À¸·Î´Â 0.06% Cu°¡
ÀÜ·ùÇÑ´Ù. µû¶ó¼ º¸´Ù ¿ÏÀüÇÑ Å»µ¿À» À§ÇÏ¿© À¶Ã¼·Ã
Áß¿¡ ¼Ò·®ÀÇ ´ÜüÀ¯È²À» °¡Çϸé Cu¿¡ ´ëÇÑ À¯È²ÀÇ
ģȷÂÀÌ Pbº¸´Ù Å©¹Ç·Î Pb-Cu-S°è¿¡ À¯È²Àº ¿ì¼± Cu¿Í
°áÇÕÇÏ¿© ÀÌÀ¶¼ºÀ̸ç À¶Ã¼·Ã(ë×ô÷æç) Áß¿¡ Àß
¿ëÇØÇÏÁö ¾Ê´Â ÈÇÕ¹° Cu2S¸¦ Çü¼ºÇÏ¿© À¶Ã¼·Ã Ç¥¸é¿¡
¶ß¹Ç·Î Á¦°ÅÇÒ ¼ö°¡ ÀÖ´Ù.
(3) ¿°È Á¤·Ã
Á¶±Ý¼Ó
ÁÖÀÇ ºÒ¼ø¹°À» ¿°È¹°·Î¼ Á¦°ÅÇÑ´Ù. Parkes ¹ýÀÌ ³¡³
Pb Áß¿¡´Â ¼Ò·®ÀÇ Zn°¡ ÀÖÀ¸¹Ç·Î À̸¦ Å»¾Æ¿¬Çϴµ¥
Áø°øÁõ·ù¹ý, »êȹý ÀÌ¿Ü¿¡ Betterton ¹ýÀÎ ¿°È¹ýÀÌ
ÀÖ´Ù.
¡¡
¡ß ¿Çظ®¿¡ ÀÇÇÑ
Á¤·Ã
±Ý¼ÓÈÇÕ¹°ÀÇ
¿Çظ®¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ Á¤·Ã¹ýÀÌ´Ù. Ni Á¦·Ã¿¡¼ Mond¹ýÀº
Ni(CO)4(g) =
Ni(s) + 4CO(g)
Fe(CO)5(g) =
Fe(s) + 5CO(g)
ÀÎ ¹ÝÀÀÀÇ ÆòÇüÀ»
ÀÌ¿ëÇÑ °ÍÀÌ´Ù. Mond¹ý¿¡¼´Â NiO¸¦ ¼ö¼º°¡½º·Î 350 - 400¡Æ
C¿¡¼ ¿ì¼± ±Ý¼Ó NiÀ» ȯ¿øÇÑ´Ù. ÀÌ¾î¼ ¾à 60¡Æ C¿¡¼ CO
°¡½º·Î ¹ÝÀÀ½ÃÅ°¸é Ni carbonyl (Ni(CO)4)°¡
»ý¼ºµÈ´Ù. ni(CO)4´Â 42.5¡Æ C¿¡¼ ±× Áõ±â¾ÐÀÌ 1atmÀ¸·Î
µÇ¹Ç·Î °¡½º»óÀÌ´Ù. ÀÌ ±âü¸¦ ºÐ¸®Á¶¿¡¼ ¾à 180¡Æ C·Î
Çϸé Ni(CO)4 ? Ni + 4CO ¹ÝÀÀÀÌ ÁøÇàÇÏ¿© Ni¿Í CO·Î
ºÐÇصǰí NiÁ¾ÀÚÀÇ Ç¥¸é¿¡ ºÐÇØ NiÀÌ ¼®ÃâÇÏ¿© ÀÔ»ó NiÀ»
¸¸µç´Ù.
¡¡
¡ß ±âŸ ¹ý¿¡ ÀÇÇÑ
Á¤·Ã
ÀÌ»óÀÇ
¹æ¹ý ÀÌ¿Ü¿¡ ±Ý¼Ó¿¡ µû¶ó¼ ¿©·¯ ¹æ¹ýÀÌ »ç¿ëµÇ°í
ÀÖ´Ù.
Á¶±Ý¼Ó
ÁßÀÇ ºÒ¼ø¹°¿¡ ¼±ÅÃÀûÀ¸·Î ¹ÝÀÀÇϴ Ư¼ö½Ã¾àÀ» ¾²´Â
°æ¿ìµµ ÀÖ´Ù. ¿¹¸¦ µé¸é ¿ëÀ¶Á¶¿¬¿¡ ¾ËÄ®¸® È¥ÇÕ¹°À»
±³¹ÝÇϸé As, Sb, Sn, Zn µîÀÇ ºÒ¼ø¹°ÀÌ Á¦°ÅµÉ ¼ö ÀÖ´Ù.
¾ËÄ®¸® ¿°À¸·Î¼´Â NaOH, NaNO3, NaCl ÀÇ È¥ÇÕ¹°À»
¾²°í ºÒ¼ø¹°Àº Na3AsO4, NaSbO4, Na2SnO3,
Na2ZnO2 ÀÇ ÇüÀ¸·Î Á¦°ÅµÈ´Ù
|