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영어

Copper smelting experiments according to the traditional method have never been perfomed in Korea. In this study, we performed a smelting experiment using chalcopyrite refer to experiments conducted in Japan. In order to verify the experiment, analytical mathods such as WD-XRF, SEM-EDS are used to give chemical compisition and microstructure of by-products and materials used in the experiment. WD-XRF results show that sulfur content of chalcopyrite was high, so the roasting process was performed in order to remove it. After roasting, sulfur content of chalcopyrite decreased from 35.99% to 20.63%, but the decreasing amount was not large, so the roasting did not work properly. Metallurgical microscope and SEM-EDS analysis results show that tap slags and furnace bottom slags were similar. Both slags were glassy and small grains that look like copper have been identified. Through the EDS analysis, the small grains included a large amount of sulfur, iron and copper content so it was matte. The analysis results show that a matte obtained through this smelting experiment. The matte included a large amount of sulfur and iron content, so that there is a need for additional processes such as roasting of the matte, reduction, slagging and refining to obtain copper.

한국어

국내에서는 아직까지 전통 방식에 따른 동제련 실험이 이루어진 적이 없다. 본 연구에서는 일본에서 시행된 실험을 참고하여 황동석 제련 실험을 시행하였으며, 각 단계별 부산물을 과학적으로 분석하여 제련 실험을 검토하였다. 제련 실험의 재료 및 부산물은 WD-XRF, SEM-EDS 분석을 통해 성분분석 및 미세조직을 분석하였다. WD-XRF 분석 결과, 황동석의 황 성분은 35.99%로 높았으며 이를 제거하기 위해 배소 작업을 시행하였다. 배소 후 20.63%로 황 성분이 감소하였으나 그 차가 크지 않으므로 배소 작업이 제대로 이루어지지 않았음을 확인하였다. 유출재와 노내재에 대한 금속현미경 및 SEM-EDS 분석 결과, 유출재와 노내재 모두에서 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 분석시료는 모두 유리질 바탕에 밝은 색의 구리로 추정되는 물질이 확인되었으며, EDS를 통해 구리로 추정되는 물질의 성분을 측정한 결과 구리와 철, 황이 혼합되어 있는 산화물질로 확인되었다. 본 연구에서 시행된 황동석 제련 실험은 매트 형성 과정까지 이루어진 것으로 보이며 실험을 통해 얻은 매트에는 여전히 황과 철 성분이 다량 포함되어 있으므로 동을 얻기 위해서는 추가적으로 매트의 배소, 환원, 슬래그 형성 등의 과정이 필요하다.