• Research Paper

    Removal of Penalty Elements from Invisible Gold Concentrate Using Microwave-nitric Acid Leaching and Its Gold Recovery by Lead Fire Assay

    마이크로웨이브 질산용출을 이용한 비가시성 금 정광으로부터 페널티원소 제거와 납 시금법에 의한 금 회수

    Hyun Soo Kim, Eun Ji Myung and Cheon-Young Park

    김현수, 명은지, 박천영

    A microwave-nitric acid leaching test was performed to concentrate gold from invisible gold concentrate. Weight of the leach residue, removal ratio of ...

    비 가시성 금을 함유하는 정광으로부터 금을 농축시키기 위하여 마이크로웨이브 질산용출실험을 수행하였다. 마이크로웨이브 질산용출실험 종료 후 고체 잔류물의 무게 감소율, 비소와 비스무스 제거율 ...

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    A microwave-nitric acid leaching test was performed to concentrate gold from invisible gold concentrate. Weight of the leach residue, removal ratio of As and Bi, and gold content were compared before and after the leaching tests. The weight decreased, while the removal ratio of As and Bi and gold content increased, with increasing nitric acid concentration and leaching time and decreasing solid-liquid ratio. Optimum conditions were confirmed as follows: microwave power = 3 kW, nitric acid concentration = 5 M, leaching time = 20 min, and solid-liquid ratio = 5%. Under the optimum conditions, the gold content increased from 88.30 g/t to 732.30 g/t, the weight loss ratio was 88.82%, and As and Bi were completely removed.


    비 가시성 금을 함유하는 정광으로부터 금을 농축시키기 위하여 마이크로웨이브 질산용출실험을 수행하였다. 마이크로웨이브 질산용출실험 종료 후 고체 잔류물의 무게 감소율, 비소와 비스무스 제거율 그리고 금 함량을 확인하였다. 질산농도와 용출시간이 증가하고 시료 첨가량이 감소함에 따라 무게 감소율, 비소와 비스무스 제거율 그리고 금 함량이 증가하였다. 최적조건은 3 kW의 마이크로웨이브에서 질산농도 5 M, 용출시간 20분, 시료 첨가량 5%로 확인되었다. 이때, 금 함량은 88.30 g/t에서 732.30 g/t으로 증가하였으며, 무게 감소율은 88.82% 그리고 비소와 비스무스는 모두 제거되었다.

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    June 2019
  • Research Paper

    An Experimental Study on the Optimum Injection Rate for Matrix Acidizing in Carbonate Reservoirs

    탄산염암 저류층의 암체 산처리 공법에서 최적 주입률 산출을 위한 실험적 연구

    Hyunsang Yoo and Jeonghwan Lee

    유현상, 이정환

    This study presents the experimental apparatus, which is able to determine the optimum injection rate for matrix acidizing in carbonate reservoirs. To ...

    본 연구에서는 탄산염암 저류층의 암체 산처리 공법(matrix acidizing)에서 최적 주입률 산출을 위해 산처리 코어유동실험 장치를 개발하고, 최적 주입률에 미치는 영향인자를 ...

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    This study presents the experimental apparatus, which is able to determine the optimum injection rate for matrix acidizing in carbonate reservoirs. To investigate the influence factors on the optimum injection rate, the experiments with different concentrations of HCl and permeability of 4 cases were performed. As the results, the optimum injection rate tended to increase with the permeability of rock, but the optimum injection rates according to the acid concentration were all the same. Thus it is revealed that the permeability of reservoir has a greater effect on the optimum injection rate compared to the concentration of acid. In the pore volume to breakthrough according to the optimum injection rate of each case, when the permeability of the rock and concentration of acid increased, the amount of acid consumed to generate the wormhole decreased, therefore it is believed that the efficiency of the matrix acidizing is superb.


    본 연구에서는 탄산염암 저류층의 암체 산처리 공법(matrix acidizing)에서 최적 주입률 산출을 위해 산처리 코어유동실험 장치를 개발하고, 최적 주입률에 미치는 영향인자를 분석하기 위해 염산의 농도와 암석의 투과도를 달리하여 총 4 Case의 실험을 수행하였다. 실험 결과, 암석의 투과도가 높을수록 최적 주입률은 증가하는 경향을 보였으며, 산의 농도에 따른 최적 주입률은 모두 동일한 값을 나타냈다. 이를 통해 저류층의 투과도가 산의 농도보다 최적 주입률에 미치는 영향이 더 큰 것으로 판단된다. 또한 각 Case의 최적 주입률에서 무차원 돌파지수(pore volume to breakthrough)를 산출한 결과, 저류층의 투과도와 주입되는 산의 농도가 높을수록 웜홀을 생성하는데 소모되는 산의 양이 감소하여 암체 산처리 공법의 효율이 우수함을 확인하였다.

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    June 2019
  • Research Paper

    Technical Analysis of the Oil and Gas Development in Montney Formation in the Shadow Area, Canada

    캐나다 쉐도우 지역 몬트니 층 오일, 가스 개발을 위한 기술 분석 연구

    Bryan Moon and Sun Il Kwon

    문상호, 권순일

    ontney Reservoir in the Shadow area, Canada, has been actively exploited since 2010 using horizontal multi-fracturing technology. But since the collapse in ...

    캐나다 몬트니 분지 중 쉐도우 지역의 저류층은 수평정 다층파쇄 공법의 적용을 통하여 2010년 이후 활발하게 개발이 진행되어 왔다. 하지만 2015년 유가 하락으로 ...

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    ontney Reservoir in the Shadow area, Canada, has been actively exploited since 2010 using horizontal multi-fracturing technology. But since the collapse in oil prices in 2015, the development trend that started from North to South has been halted in Normandville, Girouxville, and Kenzie areas. In this study, geological, technical, and economic analyses were performed for oil and gas exploitation in the Shadow area that is located south of the aforementioned areas. The results determine that the Montney Formation, that is structurally higher than the water/oil contact and located within the edge of the Montney Fairway, can be developed similarly to the Kenzie Montney model. Additionally, from the economic analysis based on the production of offset wells and statistics from the nearby operators, the rate of return per well was evaluated as 66.1%, payout in 2 years, and the NPV(Net Present Value) of 32 million dollars at 10% discount rate.


    캐나다 몬트니 분지 중 쉐도우 지역의 저류층은 수평정 다층파쇄 공법의 적용을 통하여 2010년 이후 활발하게 개발이 진행되어 왔다. 하지만 2015년 유가 하락으로 인하여 북쪽에서부터 남쪽으로 진행된 개발은 노르만드빌, 지록스빌, 켄지 지역까지 진행된 후 중단되었다. 본 연구에서는 상기 지역의 남쪽에 위치한 쉐도우 지역의 오일, 가스 개발을 위하여 지질학적 분석, 기술적 분석, 경제성 분석 등 다양한 연구를 수행하였다. 연구 결과, 구조적으로 물-오일 경계보다 높고 몬트니 퇴적분지 경계 내에 위치한 지역은 연구 대상지역 북쪽의 켄지 몬트니 지역과 유사한 모델로 개발이 가능할 것으로 판단된다. 또한 인근 생산정의 생산성, 운영사의 자료를 바탕으로 경제성을 분석한 결과, 공당 수익율은 66.1%, 투자금 회수기간은 2년, 10% 할인율을 적용한 순현가는 32 백만불(CAD)로 평가되었다.

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    June 2019
  • Research Paper

    An Economic Analysis on Geothermal Heating and Cooling System for Residential Cluster Homes

    집단거주지에 적용한 지열냉난방시스템의 경제성 분석

    Sunghan Jo and Hyun Jae Kim

    조성한, 김현제

    To solve global warming, a national policy has been adopted to reduce carbon dioxide emissions under the Paris Agreement. Research is being ...

    우리나라도 지구온난화를 해결하기 위해 신기후체제 하에서 이산화탄소 배출을 저감하는 정책을 채택하고 있다. 그 일환으로 아파트를 새로 건축할 때 신재생에너지 중 지열에너지를 활용하는 ...

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    To solve global warming, a national policy has been adopted to reduce carbon dioxide emissions under the Paris Agreement. Research is being done with this intention by constructing new apartment buildings utilizing geothermal energy, which is a renewable energy. Life-cycle cost analysis was applied to an apartment in Gamjeong-Dong, Busan, by comparing the geothermal heating and cooling system and the alternative system consisting of electric air conditioner and boilers using LNG. The results show that the geothermal heating and cooling system was more economical, with cost savings of 1,103,347 thousand Won compared with the alternative system over the life cycle of 30 years. The initial investment cost was also recovered within 11 years.


    우리나라도 지구온난화를 해결하기 위해 신기후체제 하에서 이산화탄소 배출을 저감하는 정책을 채택하고 있다. 그 일환으로 아파트를 새로 건축할 때 신재생에너지 중 지열에너지를 활용하는 방안을 연구하고 있다. 부산 감정동에 건설한 아파트를 대상으로 지열냉난방시스템과 전기사용 에어컨과 도시가스 사용 보일러의 대안시스템과의 비교를 통하여 경제성분석을 하였다. 분석은 생애주기비용모형을 활용하였다. 분석결과에 따르면 지열냉난방시스템이 경제성을 갖춘 것으로 분석되었다. 30년의 생애주기기간동안 지열냉난방시스템이 대안시스템보다 1,103,347천원 적게 지출되는 것으로 분석되었다. 초기투자비용은 11년이 되면 회수되는 것으로 분석되었다.

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    June 2019
  • Technical Report

    Application of 3D Printing Technology in Seismic Physical Modeling

    탄성파 축소모형 실험에서의 3D 프린팅 기술 활용

    Daechul Kim, Sungryul Shin, Wookeen Chung, Changsoo Shin and Kyoungmin Lim

    김대철, 신성렬, 정우근, 신창수, 임경민

    The application of 3D printing technology in seismic physical modeling was investigated and the related domestic research was conducted. First, seven types ...

    탄성파 축소모형 실험에서의 3D 프린팅 기술 활용에 관하여 파악하였으며, 국내에서 수행되고 있는 연구를 서술하였다. 먼저 3D 프린팅 기술을 적층 방식에 따라 7가지로 ...

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    The application of 3D printing technology in seismic physical modeling was investigated and the related domestic research was conducted. First, seven types of additive manufacturing methods were evaluated. In this report, to confirm the application of 3D printing technology, related studies in domestic and international journals of geophysics were searched and a comprehensive analysis was conducted according to year and the additive manufacturing type. The analysis showed that studies on 3D printing technology have been dominantly conducted since the 2010s, which corresponds to the time when 3D printers were commercialized. Moreover, 87% of the studies used the material extrusion additive manufacturing method, and the research was conducted in specific universities. This research can be used as basic data for application of 3D printing technology in geophysics.


    탄성파 축소모형 실험에서의 3D 프린팅 기술 활용에 관하여 파악하였으며, 국내에서 수행되고 있는 연구를 서술하였다. 먼저 3D 프린팅 기술을 적층 방식에 따라 7가지로 분류하여 설명하였다. 3D 프린팅 기술 활용을 파악하기 위하여 물리탐사 분야의 국내외 학술지에서 관련 연구를 검색하였고 관련 연구를 연도 및 3D 프린팅 적층 방식에 따라 종합적인 분석을 수행하였다. 분석 결과, 2010년대부터 연구가 수행되어 왔으며, 이는 3D 프린터의 상용화 시점과 비슷한 것을 확인할 수 있었다. 또한 논문의 87%가 material extrusion 적층 방식을 활용하였으며, 수행된 연구들은 특정 대학에 집중되어 수행되었다. 본 연구 내용을 활용한다면 탄성파 축소모형 실험 분야에서 3D 프린팅 기술 활용에 대한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

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    June 2019
  • Research Paper

    Considerations in the Estimation of Rock Mass Strength by Measured Displacement-Based Inverse Analysis

    계측변위 기반의 역해석에 의한 암반강도 추정 시 고려사항

    Dohyun Park

    박도현

    To ensure construction safety, field measurements in the underground excavation are conducted to investigate possible differences between the ground behavior predicted in ...

    지하굴착 공사에서 현장계측은 설계단계에서 예측된 지반거동과 시공단계에서 관측된 지반거동의 차이를 조사하고 이로부터 굴착공사의 안전을 확보하기 위해 수행된다. 설계단계와 시공단계의 지반거동이 크게 상이한 ...

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    To ensure construction safety, field measurements in the underground excavation are conducted to investigate possible differences between the ground behavior predicted in the design phase and that observed during construction. When there is a significant difference between these two, a reexamination of the adequacy of excavation design is needed. In this reexamination, the properties of the rock mass should be updated to simulate the ground behavior observed in the field. Inverse analysis can be used as an alternative to field and laboratory tests for determining the properties of the surrounding rock masses. Based on excavation examples applying the Mohr-Coulomb plasticity model, we identified strength parameters of the surrounding rock by ground displacement-based inverse analysis. These applications showed different identification results of the strength parameters, which were dependent on the input displacement conditions. Using these results, we described considerations on the parameter estimation of rock mass strength by ground displacement-based inverse analysis.


    지하굴착 공사에서 현장계측은 설계단계에서 예측된 지반거동과 시공단계에서 관측된 지반거동의 차이를 조사하고 이로부터 굴착공사의 안전을 확보하기 위해 수행된다. 설계단계와 시공단계의 지반거동이 크게 상이한 경우에는 굴착설계의 적정성을 재검토할 필요가 있다. 이를 위해 현장의 암반거동을 모사할 수 있는 재료물성이 재산정되어야 하며, 주변암반의 물성을 파악하기 위한 현장 및 실내시험에 대한 대안으로서 역해석 기법이 활용될 수 있다. 본 연구에서는 Mohr-Coulomb 탄소성 재료모델을 적용한 굴착예제에 대해 지반변위 기반의 역해석을 적용하여 주변암반의 강도 매개변수를 추정하였다. 계측된 입력변위 조건에 따라 강도 매개변수 추정결과가 다르게 나타났고 이를 토대로 지반변위 기반의 역해석에 의한 암반강도 추정 시 고려사항에 대해 기술하였다.

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    June 2019
  • Review

    Wellbore Stability Analysis and Drilling Strategy in Depleted Reservoir

    고갈저류층 시추공 안정성 분석과 시추전략

    Sunil Kwon, Minnyeong Yoon and Jaeseok Yi

    권순일, 윤민녕, 이재석

    A decrease in reservoir pressure leads to change in the in-situ stress acting on the reservoir over the lifetime of the field ...

    석유생산 과정에서 저류층 공극압 감소는 현지응력 변화를 일으킨다. 고갈저류층의 추가시추는 저류층의 덮개암, 다층 저류층 구조 및 저류층 내의 생산성 차이로 인해 허용이수밀도범위가 ...

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    A decrease in reservoir pressure leads to change in the in-situ stress acting on the reservoir over the lifetime of the field as oil and gas are being produced. Drilling infill wells in the depleted reservoir may experience a narrow mud weight window due to presence of cap rock, stacked reservoir, and difference in production rate within the reservoir. Wellbore stability issues such as differential sticking, lost circulation, and formation damage that were not expected while drilling the initial production field could occur more frequently while drilling in depleted reservoir, which may contribute to increased drilling time and cost. Wellbore stability analysis and appropriate drilling strategies are required to overcome these drilling risks associated with depleted reservoirs for successful drilling operations. This paper describes the theoretical background of wellbore stability, drilling strategies, and case histories, i.e., managed pressure drilling and wellbore strengthening techniques, to drill through depleted reservoirs successfully.


    석유생산 과정에서 저류층 공극압 감소는 현지응력 변화를 일으킨다. 고갈저류층의 추가시추는 저류층의 덮개암, 다층 저류층 구조 및 저류층 내의 생산성 차이로 인해 허용이수밀도범위가 좁다. 그 결과 초기 저류층 시추에서 발견되지 않았던 압력차고착, 이수손실 및 저류층 손상 등의 시추공 안정성 문제가 발생할 수 있으며 이를 해결하기 위한 추가 작업 및 시추비용이 증가될 수 있다. 이러한 고갈저류층의 시추문제를 극복하고 성공적인 시추작업을 위해서는 시추공 안정성 분석과 그에 따른 효과적 시추전략이 필요하다. 이 연구에서는 석유생산에 따른 시추공 안정성 평가를 위한 이론적 배경을 살펴보았다. 그리고 압력제어 시추법과 시추공 응력보강 등 고갈저류층 시추를 위한 시추전략과 적용사례를 정리하였다.

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    June 2019
  • Review

    Separation Processes for Self-Sufficient Recovery of Vanadium Resources in Korea

    바나듐 자원의 자립 확보를 위한 선별기술 및 동향

    Seong-Min Kim and Ho-Seok Jeon

    김성민, 전호석

    Vanadium (V) is a transition metal with a silver-gray color. It is commonly used in high-strength alloys because of its ability to ...

    바나듐(V)은 은회색의 전이금속으로, 철강 제조 시, 소량만 첨가하여도 강도가 높아지고 충격과 마모에 강해지는 특성을 가지고 있어, 고강도 합금의 원료로 많이 ...

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    Vanadium (V) is a transition metal with a silver-gray color. It is commonly used in high-strength alloys because of its ability to improve impact and abrasion resistance, even when only a small amount is added. In recent years, there has been active research into vanadium reduction-oxidation flow batteries (VRFB), which are suitable for use in the development of storage devices for renewable energy applications. Separation and recovery of vanadium from low-grade stone coal ore is currently being investigated in China. Various pre-treatment processes have been studied, such as magnetic separation and gravity separation, that can be used to treat large quantities of ore, as well as flotation processing based on the surface characteristics of the minerals. There is an urgent need for the development of separation technologies to facilitate the self-sufficient extraction of vanadium resources present in Korea.


    바나듐(V)은 은회색의 전이금속으로, 철강 제조 시, 소량만 첨가하여도 강도가 높아지고 충격과 마모에 강해지는 특성을 가지고 있어, 고강도 합금의 원료로 많이 사용되고 있다. 또한, 최근에는 신재생 에너지의 저장장치에 적합한 특성을 가지고 있는 것으로 알려진 바나듐 환원-산화 배터리의 주원료로서 해당 연구가 많이 진행되고 있다. 바나듐은 현재 중국에서 저품위 무연탄 광석으로부터 회수하기 위한 선별기술이 많이 연구되고 있다. 대량의 광석 처리가 가능한 자력선별 및 비중선별 등이 전처리 기술로서 많이 연구되고 있으며, 광물의 표면특성을 이용하는 부유선별에 대한 연구도 이루어지고 있다. 우리나라에도 상당량의 바나듐이 부존되어 있는 것으로 보고되고 있으며, 수요확대가 예상되는 바나듐 자원의 안정적인 확보를 위하여 이와 같은 선별기술의 개발이 시급한 실정이다.

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    June 2019