Indium 사의 블로그

금 적시기 II: 저울만으로 광석에서 금 함량 측정하기

Thursday, March 14, 2013

여러분,

제 지난 번 게시 글에서 저울만 사용해서 어떻게 밀도를 측정할 수 있는지 알아 보았습니다. 이번에는 그 기법을 확장해서 금/석영 광석에서 금속 함량을 축정하는 방법을 알아보겠습니다. 원론적으로, 이 기법은 다른 광석에 대해서도 사용될 수 있지만, 광석이 두 가지의 요소로만 되어 있어야 합니다 (예: 금과 석영). 금이 석영과 함께 존재할 때는 대개 순금이기 때문에 이 분석을 위해서는 금이 “꼭 알맞는” 것이지요.

흔히 석영에서 금은 “정맥 같은 결”로 발견됩니다. 저는 이것이 “황금 양모”의 기원이었다고 확신합니다. 위에 금이 있는 흰 석영이 그 양모가 되는 것이지요. 그렇지만, 조사를 좀 해봤는데 이 신념을 명백히 밝힐 수는 없었습니다.

아뭏든, 당신이 직장에서 몇 주 동안 휴가를 냈다고 가정을 해봅시다. 납땜 페이스트, TIMS, ITO, 웨이브 납땜 플럭스 그리고 납땜 프리폼의 세계를 뒤로 하고, 커다란 금덩어리들을 찾아 서부로 떠납니다. 운명이 당신 편이 되어주어서 단시일 내에 아래 사진에 있는 것같은 금/석영 표본을 찾아냅니다. 이 사진과 제가 논의할 “금을 적셔서” 무게 재는 새로운 기법의 출처는 빌과 린다의 탐사 (Bill and Linda Prospecting)입니다.

당신은 너무 흥분한 나머지 떨고 있습니다. 당신이 가져온 도구는 저울, 약간의 끈 그리고 비커 뿐입니다. 금의 함량을 알아내려면 공기중에서, 그리고 물 속에서 금의 무게를 재야 합니다. 그러나 당신이 가지고 있는 것은 아래와 같은 저울 뿐입니다. 당신은 무엇을 할 수 있을까요?

공기 중에서 광석의 무게를 잰 후, 비커에 물을 절반 정도 채워서 저울에 놓고 무게를 0으로 맞추십시오. 그 다음 아래 사진에서처럼 끈으로 묶은 광석을 넣으십시오. 저울은 이제 광석이 대체한 물 분량의 무게를 표시할 것입니다. 이 대체된 물의 무게를 W_D 이라고 합시다. 금의 젖은 무게 (물 속에서의 금 무게)는 공기 중의 무게에서 W_D을 뺀 것이 됩니다. 따라서 이제 우리는 공기 중에서의 무게와 물 속에서의 무게를 가지게 되었습니다.

여기서 이끌어낸, 광석에 금이 얼마나 들어있는지 말해주는 방정식은 이 글의 말미에 소개되어 있습니다. 우리에게 필요한 최종 방정식은 W_Au = 3.07W_W – 1.91W_Air입니다. 우리의 광석 표본에서는 W_Air = 25.1 페니웨이트(pw)입니다. 1 페니웨이트는 1 트로이 온스의 1/20^th 입니다. 위의 사진에서는 W_D가 8.3 pw로 나타나 있습니다. 따라서 W_W = W_Air– W_D = 25.1-8.3 = 16.8 pw가 됩니다. 그러므로 W_Au = 3.05*16.8 – 1.91*25.1 = 3.635 pw입니다. 그 다음의 분석에서는 금의 함량이 실제로3.9 pw이며 오차가 7% 미만임을 보여줍니다. 간단한 현장 측정 치고는 그다지 나쁘지 않습니다. 1온스당 $1600로 계산할 때 우리의 표본에는 300 달러가 조금 넘는 금이 들어있는 것이지요.