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호열성 고세균에 의한 황동광의 바이오리칭

전문가 제언: ○ 바이오리칭(Bioleaching)이란 금속의 용출능력을 갖는 세균을 이용하여 유가금속을 회수하는 습식제련법의 일종으로 일명 “박테리아리칭”이라고도 한다. 여기에는 주로 유황을 산화시켜 황산을 만드는 황산화균과 2가 철(Fe2+)을 3가 철(Fe3+)로 산화하는 철산화균이 이용된다.

○ Cu, Zn, U, Ni, Au 등의 제련에는 오래 전부터 바이오리칭이 이용되어 왔으나 효율성의 문제 때문에 적극적으로 보급되지는 못하였다. 그러나 최근 바이오리칭에 이용될 수 있는 새로운 미생물이 발견되고 세균의 능력을 증강시키는 DNA기술과 증식기술이 발달함에 따라 기존의 건식법이나 습식법으로는 경제성이 없는 저품위 광석의 제련법으로 바이오리칭이 주목되고 있다.

○ 현재 바이오리칭은 세계 Cu생산량의 약 30%를 점하고 있다. 그러나 동산화광석을 함유하는 저품위 광석을 주요 대상으로 하고 있으며 매장량이 가장 많은 황동광(chalcopyrite)에 대해서는 침출효율이 낮아 적용이 곤란하다. 황동광의 침출효율이 낮은 이유는 침출액 중의 Fe3+이온에 의한 산화반응으로 생성된 유황(S)이 표면에 침착하여 부동태를 형성하기 때문이다.

○ 이러한 문제를 해결하기 위한 기술로서 반응촉진제로 Ag이온을 첨가하는 방법(미국특허 4571387), 과망간산이나 과산화수소 등의 산화제를 첨가하여 산화환원전위를 일정하게 제어하는 방법(국제공개특허 98/38491), 중온성 황산화세균인 Licanantay균주를 함유하는 용액을 이용하는 방법(일본공개특허 2007-04992)등이 제안되고 있다.

○ 바이오리칭에 의한 동제련 연구는 호주와 일본에서 활발하게 진행되고 있다. 국내에서도 광업진흥공사에서 국내산 저품위 동광에 대한 적용을 시도하고 있다. 바이오리칭은 저품위 광석의 유효이용 뿐만 아니라 광산의 폐수처리에도 응용된다. 그러나 침출반응에 관여하는 여러 가지 요인의 작용효과나 반응기구가 불명확하여 이에 대한 규명이 필요하고, 여기에는 미생물분야와 금속분야 전문가의 협력연구가 필요하다.

저자: Koichi Suto
자료유형: 학술정보