우리나라에서 지난 30년 동안 휴광 또는 폐광된 금속광산은 1,000여 개소에 이른다고 보고되고 있으며, 이와 같이 생산 활동을 중단한 광산은 이미 광산의 채산성이 결여된 상태이고, 법적으로도 광해방지 사업에 관한 원인행위자 부담이 3년이면 소실되기 때문에 광산업자에 의한 휴ㆍ폐 광산의 환경복원조치 미흡에 따르는 광해 문제는 해소되지 않고 있다.

최근 정부와 지방자치 단체는 자연경관의 복구, 폐기물의 유출방지, 유해폐기물의 차단 매립 등 여러 가지 형태로 복원사업을 실시하고 있으나, 그의 지역이나 범위가 방대하기 때문에 단기간 내에 처리되지 못하고 있는 실정이다.

이에 본 연구에서는 국내 단일광산 폐광미중에서 적치량이 가장 많고, 분진 등에 의한 민원이 발생하고 있는 강원도 영월의 상동광산을 선정하여, 이 광산이 가행되는 동안에 적용된 유용광산물의 회수방법을 조사ㆍ분석함으로써 배출된 광미의 특성을 분석하고, 광미에 대한 광물학적, 물리ㆍ화학적 특성 등을 조사ㆍ분석하여, 이들 중에서 환경 유해물질의 분리선별특성을 연구함은 물론 유해물의 무해화, 이에 따른 폐기물의 감량화 및 산출된 무해물을 재활용하기 위한 기술과 공정을 개발함은 물론 규모 확대 실험을 병행함으로서 개발기술의 실용화를 유도하고자 하였다.

또한, 부분적인 공정에 대해서는 Pilot plant 규모의 시설을 설계ㆍ설치하여 이에 대한 적용 효과를 실험을 통하여 입증하고, 일부 적용성이 불합리한 공정을 보완 및 최적화 함으로서 이의 공정을 더욱 Scale-up 하였을 때의 문제점을 사전에 방지ㆍ보완하는 실용화 시스템의 자료를 축적하고자 하였다.

본 연구사업은 금속광산 폐광미를 고도분리 선별하여 환경적으로 유해한 금속폐기물을 선택적으로 분리선별 함으로써 안정화 처리하여야 할 폐기물을 감량화 처리하고,분리된 유해물은 Encapsulation과 같은 안정화 방법을 사용하여 환경적으로 무해화 함은 물론 분리된 비금속산물은 환경적으로 무해한 원료소재로 다시 사용함으로써 폐광미의 감량화/무해화/자원화를 도모하는 기술과 공정을 개발하였다. 이상의 연구결과를 요약하면 아래와 같다.

상동광산 폐광미의 적치량은 약 400만 톤으로 집계되는데, 광물학적으로 석영, 장석, 운모, 녹니석, 백운석, 각섬석 등 비금속광물의 함유량이 95wt%이상이고, 유비철석, 갈철석, 황동석, 섬아연석, 방연석 등의 금속광물은 5wt% 미만으로 구성되어 있으며, 1.0mm이하의 입자크기를 가지고 있었다.

폐광미에 함유된 금속광물과 비금속광물은 대상광물의 물리화학적 고유특성을 이용하는 입자크기선별, 자력선별, 비중선별 및 부유선별 등의 방법으로 선별이 가능하였으며, 각각의 산물에 대하여 KSLT 및 EPT법에 의한 용출시험결과 90wt%이상의 산물에서 용출특성이 나타나지 않았으며, 10wt% 미만의 산물에서도 대부분이 기준치 이하의 용출특성을 나타내었기 때문에 대부분의 산물은 재활용이 가능함을 알 수 있었다. 이상의 분리선별에 대한 기초실험결과를 이용하여 부분적인 Pilot Plant를 설계/설치/운용결과 Pilot Test 결과는 기초실험과 유사한 결과를 나타내었기 때문에 용이하게 실용화가 추진될 수 있을 것으로 판단된다.

폐광미의 무해화를 위하여 Encapsulation법을 이용한 인공골재를 제조하여 그의 활용 가능성을 검토하였으며, 이에 대한 용출시험결과 모두 기준치이하의 용출 특성을 나타내었기 때문에 본 연구대상 폐광미의 분리 산물 중에서 유해중금속을 포함하는 금속산물의 경우에도 인공골재 등의 원료로서 활용 가능함을 알 수 있었다.

또한, 대상 폐광미는 미립물의 대부분이 점토광물이었기 때문에 미립산물의 활용성 제고를 위하여 소결체 제조원료로서의 활용 가능성을 검토하였다. 폐광미-점토 및 폐광미-ZnO, CaO 소결체 제조연구에서, 도입된 폐광미는 소결체 제조공정 중에서 소결온도를 저하시키는 융제로서의 역할과 착색효과, 흡수 및 부피비중 등의 물성향상 효과가 확인되어 저 소성 및 저 흡수성의 소결체 원료로서 사용가능성이 확인 되었다.