선광공정

[2021 KIGAM Tech-Biz 파트너링] ICT기반 부유선별 운전 제어 시스템

선광이란 원광으로부터 가치 있는 광물을 선별하여 경제적 가치를 높이는 공정을 의미합니다. 최근에는 이러한 전통적인 선광 산업에 ICT와 지능화 기술을 접목한 스마트 마이닝이 큰 주목을 받고 있습니다. 기존에는 주로 작업자의 주관적인 경험과 오감에 의존하여 공정을 운영해 왔으나, 이제는 다양한 센서와 디지털 기술을 통해 공정의 상태를 정밀하게 이해하고 데이터를 분석하여 운영 효율을 극대화하는 자동화 시스템으로 진화하고 있습니다. 이러한 기술적 변화는 자원 선별의 정확도를 획기적으로 높이는 핵심적인 기반이 됩니다. 광석의 단체 분리도를 높이기 위한 분쇄 공정에서는 소음과 진동을 활용한 지능형 모니터링 기술이 핵심적인 역할을 수행합니다. 분쇄기 가동 시 발생하는 진동 신호를 디지털 스펙트럼으로 변환하면, 기계적인 고유 진동과 피분쇄물의 분쇄 과정에서 발생하는 진동을 명확하게 구분하여 해석할 수 있습니다. 이를 통해 실시간으로 분쇄 산물의 입도 변화를 예측하고 장비의 고장 유무를 사전에 감지함으로써, 공정의 연속성과 안정성을 확보할 수 있습니다. 이는 아날로그 형태의 데이터를 디지털화하여 공정을 최적화하는 엣지 디바이스 기술의 대표적인 성과입니다. 부유 선별의 효율성을 극대화하기 위해 광물 입자와 기포 사이의 부착력을 직접 측정하는 정밀 계측 시스템이 도입되었습니다. 과거에는 접촉각을 통해 간접적으로 광물의 소수성을 평가했으나, 이제는 기포와 입자가 부착되는 순간의 힘과 시간을 밀리세컨드 단위로 측정하여 부유 선별 시약의 특성을 정밀하게 분석합니다. 이러한 정량적 데이터는 시약의 최적 농도를 결정하고 광물의 소수성을 제어하는 데 결정적인 역할을 하며, 궁극적으로는 선별 공정의 기술적 신뢰도를 해외 우수 저널에서 인정받을 만큼 높은 수준으로 끌어올리는 바탕이 됩니다. 선별 과정에서 발생하는 거품인 포말의 영상을 분석하여 정광의 품위를 실시간으로 예측하는 기술은 스마트 선광의 핵심입니다. 포말의 색상 정보와 기포의 크기, 분포 등을 통계적으로 분석하면 실제 측정된 데이터와 높은 상관관계를 갖는 품위 예측 모델을 구축할 수 있습니다. 여기에 광액의 높이를 실시간으로 감지하는 센서와 자동 제어 밸브를 연동하면 작업자의 개입 없이도 최적의 운전 상태를 유지할 수 있습니다. 이러한 통합 시스템은 공정의 가시화를 실현하고 생산물의 품질을 일정하게 관리하여 공정 운영의 효율성을 획기적으로 개선합니다. ICT 기반 선광 제어 시스템의 국산화는 경제성과 유지 보수 측면에서 매우 강력한 기술 경쟁력을 가집니다. 글로벌 기업의 고가 장비는 국내 광산 현장에 적용하기에 비용 부담이 크고 사후 관리가 어렵다는 단점이 있었으나, 국내의 발전된 ICT 기술을 선광 공정에 접목함으로써 이러한 한계를 극복했습니다. 고도화된 국산 기술을 활용하면 가격 경쟁력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 수요가 증가할 희유금속이나 미개발 광물 자원 분야에서도 유연하고 신속하게 대처할 수 있습니다. 이는 결과적으로 국내 광업 산업의 인프라를 확장하고 현대화를 앞당기는 중요한 기회가 될 것입니다.