금: 역사, 특성, 채굴 및 미래 응용

개요

독특한 노란빛의 금은 인류 가장 오래된 금속 중 하나입니다. 고고학적 증거로 신석기인들이 하천 퇴적물에서 금 채취, 최초 기록된 채굴은 기원전 3500년 이집트·수메르인이 장신구, 종교 유물, 잔 제작으로 거슬러 올라갑니다.

금의 아름다움과 물리적 강인함 조합은 수천 년간 귀한 자산, 종종 분쟁과 모험 촉발: 아즈텍·잉카 제국 멸망부터 미국 개척사 바꾼 골드러시까지.

세계 최대 금 매장량은 남아프리카 선캄브리아기 위트워터스랜드 콩글러머릿—수 마일 깊이 거대 매장지로 세계 생산량 약 2/3 차지. 주요 생산국: 호주, 구소련, 미국(애리조나, 캘리포니아, 콜로라도, 몬태나, 네바다, 사우스다코타, 워싱턴).

가공 금 약 65%는 예술 분야, 주로 장신구. 산업용(전기, 전자, 세라믹) 약 25%. 나머지는 '카시우스의 퍼플'이라 불리는 루비색 유리(빌딩 창문 여름철 열 차단), 우주선·전자현미경용 적외선 반사 거울로 가공.

물리적 특성

금(화학 기호 Au)은 연성, 전성, 산화 저항성으로 유명. 전성으로 종이 천분의 일 두께 박막 제작 가능; 이 박막은 적외선 반사 코팅, 치과 충전재, 도금 표면용. 연성으로 미세 와이어 인발 가능, 집적회로 연결, 치열 교정 기구, 제트엔진 부품 필수.

금은 비교적 연해 보통 은, 구리, 백금, 니켈과 합금. 합금 단위는 캐럿; 24K 순금, 18K는 금 18부·타금속 6부.

채굴 및 정련

금은 보통 자연산 상태로 발견되나 은, 구리, 납, 아연에서도 회수 가능. 바닷물에도 미량 금 있으나 농도 너무 낮아 상업성 없음. 금 매장 유형: 로드(맥상)와 플레이서. 채굴 후 광석 분쇄 후 4대 주공정(부유선광, 아말감화, 시안화법, 탄소흡착법) 중 하나 이상으로 정련.

금은 일반적으로 두 유형 매장: 로드(맥상) 또는 플레이서 매장.

채굴

• 로드 매장: 금이 모암 내 석영 맥에 포함. 굴착, 발파, 삽질로 광석 채취, 주로 심부 지하. 광석 제련소로 이송
• 플레이서 매장: 물에 운반된 너겟·입자, 보통 모래·자갈과 혼합. 수압 채굴, 준설, 파워 쇼벨링 주기법, 모두 중력 이용 분리. 환경 영향으로 점점 규제·금지

분쇄

• 채굴 후 광석 세척 후 강철구 쓰는 볼밀에서 미세 분말로 분쇄

광석에서 금 분리

• 부유선광: 기포제와 금 결합 수집제 첨가해 금이 기포에 부착 상승, 표면에서 스키밍
• 시안화법: 약한 시안화 용액에 금 용해, 아연 첨가해 금 침전. 여과로 금 회수
• 아말감화: 광석을 수은 코팅 판 통과시켜 금-수은 아말감 형성; 가열로 수은 증발시키고 순금 잔류
• 탄소흡착법: 활성탄으로 시안화 처리된 펄프에서 금 흡착, 가열 가성 용액에서 탄소 제거
• 제련: 금에 플럭스 가열, 플럭스가 오염물 결합해 슬래그로 부상, 정련 금형에서 응고

부유선광, 시안화법, 탄소흡착법은 금 정련 3대 공정. 단독 또는 조합 사용 가능.

기타 정련법: 아말감화와 제련.

미래 전망

한정된 자원으로 금 장기 공급 제한적이나 장신구와 하이테크 산업(특히 전자) 수요 강세. 최근 황화광석(산화광석보다 전통적으로 난제) 금 추출 연구 진전. 바이오리칭(박테리아로 황화광물 분해)이 비용 효율적 환경 친화적 공법으로 부상.