Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers ISSN:2288-0291(Print) 2288-2790(Online) 한국자원공학회지

본 연구에는 (삼마)태정탄광 산성광산배수(AMD)를 대상으로 수질 분석, 탈기 및 중화실험, 지구화학적 모델링을 수행하였다. 갱내수는 pH 3.34로 용존 Fe, Al, Mn, Mg, SiO₂, CO₂, SO₄^2-이 고농도로 검출되었다. 주요 7종 성분의 농도에 대하여 화학양론적으로 물질량을 계산한 결과 침전물 발생량은 393 kg/d였으며, CO₂, SO₄^2-, Ca, Mg에 기인한 이차광물량이 오염물질량보다 컸다. 소석회 중화반응 모델링에서 pH 6.5에서 방해석, pH 9 이상에서 Mn(OH)₂, 수활석, 석고가 순차 침전되는 것으로 예측되었다. 용존 CO₂는 20분 동안의 탈기로 제거가 되어 방해석 침전을 제어할 수 있는 것으로 평가되었다. pH 9 이상에서 석고, 수활석의 침전이 슬러지 발생량 증대의 주요 원인으로 평가되었다. CO₂ 탈기 공정과 중화반응조 pH 9 이하 유지로 소석회 소비량 절감 및 침전물 최소화가 가능할 것으로 판단되었다.

한국광해광업공단은 2021년부터 광해방지사업 탄소배출량 산정과 관리를 위하여 전과정 탄소배출량 산정 방법을 개발해왔으며, 2022년에 표준품셈 기반 탄소배출원단위를 광해방지기술기준에 광해방지사업용 탄소중립 C 코드로 수록하였다. 하지만 해당 C 코드 적용 사례 분석 결과, 이를 효과적으로 적용하기 위한 방안을 제시하였으며, 탄소배출량 산정의 일관성과 효율성을 향상시키기 위한 전용 산정 Tool을 개발하였다. 본 연구 결과를 활용하여 광해방지사업에 대한 업프론트 탄소 및 내재 탄소 배출량의 산정의 신뢰도 향상이 기대된다.

본 연구에서는 광업 현장에서 새로운 기술을 도입할 때 성능 지표만으로는 현장 적합성과 도입 난이도를 충분히 판단하기 어렵다는 한계를 보완하기 위해 기술접근성지수(TAI)를 제안하였다. TAI는 경제(E), 운영(O), 인지(C)의 세 모듈과 기업 규모 × 사용자 유형에 기초한 콘텍스트 가중 규칙으로 접근성을 정량화하였다. 문항 체계는 18개 긍정 진술(모듈별 6문항)로 구성하고 5단계 의미 구간을 2–10점으로 매핑하였다. 산출은 모듈 평균을 콘텍스트 가중합으로 통합하고, 가중합 차이를 제거한 정규화 점수를 병기하여 현장 및 기술 간 비교 가능성을 확보하였다. 본 도구는 도입시 비용, 통합, 지원, 학습 등 접근성 장벽을 투명하게 계량해 기술 선정·투자 심의·보조사업 기획에서 비교 가능하고 신뢰 가능한 의사결정을 지원할 수 있다.

니켈 산화광 처리에서 분쇄는 필수 공정이나 분쇄 에너지 기반의 정량적 평가 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 목표 입도를 45, 75, 106, 150 µm로 설정하여 분쇄일지수를 산출하고 분쇄/분급 공정 시뮬레이션을 통해 입도별 분쇄 에너지를 평가하였다. 분쇄일지수는 150 µm에서 6.35 kWh/t, 45 µm에서 11.59 kWh/t로 측정되어 입도 감소에 따라 급격히 증가하는 경향을 보였다. 공정 시뮬레이션에서도 목표 입도 45 µm의 분쇄 에너지가 150 µm 대비 4.2배 높게 나타났으며, 특히 106 µm 이하에서 분쇄 에너지 소모가 급증하는 것을 확인하였다. 산출된 분쇄 에너지와 후속 제련 공정의 효율을 종합적으로 고려하여 적정 분쇄 입도로 106 µm를 도출하였다. 이러한 결과는 니켈 산화광 처리 공정 설계 시 최적 분쇄 조건 설정을 위한 기초 자료로 활용 가능하다.

폐석탄슬러지(T-Sludge)를 흡착제로 이용한 등온흡착실험 및 동적흡착실험을 수행하였으며, 비소의 초기농도, 시간, pH조건에 따른 흡착 특성과 흡착 메커니즘을 분석하였다. 흡착실험결과 As(V)는 저농도에서 빠른 속도로 흡착 평형에 도달하였으며, As(III)는 느린 속도를 보이나 고농도 조건에서 더 높은 흡착량을 보이는 경향을 보였다. 등온흡착모델 결과, Langmuir모델이 가장 적합하며, 높은 흡착친화도를 나타내어 저농도에서 좋은 흡착 특성을 보였다. D-R모델결과 As(III)와 As(V) 모두 이온교환 기반의 화학흡착이 주요 메커니즘임을 확인하였다. 동적흡착실험결과, 유사 2차 반응 모델이 대부분의 pH 조건에서 높은 상관계수를 보였으며, 흡착반응속도를 잘 설명하였다. 특히 As(V)의 경우 As(III) 대비 초기흡착속도(h)가 약 9.41배 높아 빠른 제거 특성을 나타냈다. 이러한 결과는 T-Sludge가 비소 제거를 위한 재활용 흡착제로 활용 가능함을 보여주며, 향후 실제 수처리 공정 적용을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

본 연구는 한국지질자원연구원(KIGAM)의 2020~2024년 연구사업계획을 대상으로 전략목표와 성과목표별 연구 생산성, 효율성 변화, 기술변화를 정량적으로 분석하였다. 연구사업계획의 네 가지 전략목표와 여덟 개의 성과목표를 분석체계로 설정하고, 이에 기반한 연구성과 데이터를 Malmquist 생산성지수로 평가하였다. R&D 투자액·인력을 투입요소로, 논문·특허·기술이전·기술자문을 산출요소로 활용하여 기술 분야별 생산성 변동을 도출한 결과, 일부 목표는 생산성과 기술혁신이 모두 향상된 반면, 일부는 외부 변화 속도에 비해 내부 역량 강화가 미흡한 것으로 나타났다. 이러한 분석은 성과 격차의 구조적 원인 파악과 연구역량 강화, 자원 배분 전략 개선에 시사점을 제공하며, 중기 R&D 전략 및 성과관리 체계 고도화에 실증적 근거를 제시한다.

본 연구에서는 광산용 자율운반시스템(Autonomous Haulage System, AHS)의 개념을 정리하고, 주요 제조사를 중심으로 광산용 자율주행 트럭의 산업 동향을 비교·분석하였다. 광산 자동화는 RC 제어, 원격조종, 자율주행의 세 가지 수준으로 구분되며, 이 중 자율주행 기술이 가장 널리 적용되고 있다. 광산용 자율주행 트럭의 핵심 기능으로는 주행 경로 및 궤적 계획, 인지, 객체 탐지가 있으며, 이러한 기능 구현에는 LiDAR, 레이다, GPS 등의 센서 기술이 공통적으로 활용된다. 각 제조사는 자율주행 및 제어 기술을 고도화한 독자적인 시스템을 개발하여 실제 광산 현장에 지속적으로 도입하고 있으며, 이는 광산의 자율화 및 무인화를 가속화하고 있다. 이러한 기술 발전은 생산성 향상, 안전성 제고, 에너지 효율 증대 등을 통해 광산의 지속 가능한 발전에 기여할 것으로 전망된다.

본 연구에서는 주요 글로벌 제조사의 무인 천공 및 장약 장비 개발 동향과 현장 적용 사례를 기술적 관점에서 분석하였다. 주요 제조사들은 작업자를 위험 지역에 투입하지 않기 위해 원격조종 및 자율작업 기능을 갖춘 무인 천공 장비와 무인 장약 장비를 개발하고 있으며, GNSS, LiDAR, 3D 스캐너 등 다양한 센서를 융합하여 작업 정밀도와 운영 안전성을 향상하고 있다. 이러한 기술적 진전은 정밀한 천공 제어를 가능하게 하여 파쇄석 품질 향상과 생산성 증대로 이어졌고, 적용 사례 분석 결과 운영 비용 절감 효과도 보고되었다. 본 연구 결과는 발파 공정의 무인화가 실질적인 기술적 성과와 운영 효율성을 창출하고 있음을 보여주며, 스마트 마이닝 운영을 위한 완전 자율 천공 및 장약 시스템의 향후 구현에 있어 기술적·운영적 시사점을 제공한다.