• 제목/요약/키워드: 명반석

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하소(?燒) 명반석(明礬石)에 의(依)한 고로수쇄(高爐水碎)슬래그의 활성화(活性化) 특성(特性) (Activation Property of Blast Furnace Slag by Calcined Alunite)

  • 김형석;조영도;안지환;목촌방부;한춘
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권4호
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    • pp.27-35
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    • 2006
  • 본 연구에서는 명반석 $[K_{2}SO_{4}{\cdot}Al_{2}(SO_{4})_{3}{\cdot}4Al(OH)_{3}]$을 고로수쇄슬래그의 활성화제로서 활용하기 위하여 하소 명반석과 고로수쇄슬래그의 수화반응 특성을 연구하였다. $650{\circ}C$에서 하소시킨 명반석은 $KAl(SO_{4})_{2}$$Al_{2}O_{3}$로 구성되어 있으며 하소 명반석-소석회-석고 계에서 하소 명반석은 소석회 및 석고와 $2KAl(SO_{4})_{2}+2Al_{2}O_{3}+13Ca(OH)_{2}+5CaSO_{4}{\cdot}2H_{2}O+73H_{2}O{\rightarrow}3(3CaO{\cdot}Al_{2}O_{3}{\cdot}3CaSO_{4}{\cdot}32H_{2}O)+2KOH$와 같이 반응하여 ettringite($3CaO{\cdot}Al_{2}O_{3}{\cdot}3CaSO_{4}{\cdot}32H_{2}O)$를 형성한다. 하소 명반석-고로수쇄슬래그 계에서는 하소 명반석에서 용해된 황산이온($SO_{4}^{2-}$)이 소석회와 반응하여 석고를 형성시키고, 석고는 다시 고로수쇄슬래그와 반응하여 ettringite를 형성시키면서 슬래그의 수화반응을 촉진시키기 때문에 하소 명반석을 고로수쇄슬래그의 활성화제로 사용할 수 있다.

성산광산(聲山鑛山) 명반석(明礬石)의 광물학적(鑛物學的) 특성(特性) (Mineralogy of Alunite from the Sungsan Mine)

  • 조현구;김수진
    • 한국광물학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.81-89
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    • 1989
  • 성산광산(聲山鑛山)의 명반석(明礬石)은 백악기(白堊紀) 황산응회암층(黃山凝灰岩層)에서 3가지 형태, 즉 괴상(塊狀), 공동충전상(空洞充塡狀) 및 세맥상(細脈狀)으로 산출된다. 명반석(明礬石)은 유문암질응회암(流紋岩質凝灰岩)이 열수변질작용(熱水變質作用)을 받아 형성된 것으로 생각되며, 딕카이트, 석영(石英)과 중정석(重晶石)을 수반(隨伴)한다. EPMA분석(分析)을 통하여 구해진 성산광산(聲山鑛山) 명반석(明礬石)의 평균화학조성은 $(K_{0.93}Na_{0.07})Al_{3.00}(SO_4)_{2.00}(OH)_6$로써, 명반석(明礬石) 구조(構造)의 A자리에 K를 치환(置換)하는 Na의 원자함량(原子含量)은 5.9에서 9.2%까지 변화한다. Na의 원자함량(原子含量)이 증가할수록 단위포(單位胞)의 부피와 c축은 감소한다. 명반석(明礬石)의 열분석(熱分析) 및 고온(高溫) x선회절분석(線回折分析)에 의하면, 구조수(構造水)의 이탈(離脫)(12.86%)을 수반하는 명반석(明礬石)구조의 파괴(破壞)는 약 $550^{\circ}C$에서 일어나고, 무수명반(無水明礬)의 $Al_2(SO_4)_3$, arcanite와 thenardite로의 전이(轉移) 및 ${\gamma}-Al_2O_3$의 결정화(結晶化)는 약 $720^{\circ}C$에서 일어난다. 또한 전체 $SO_3$의 3/4의 증기화(蒸氣化) (27.32%)를 수반하는 $Al_2(SO_4)_3$의 파괴는 약 $760^{\circ}C$에서 일어난다.

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해남 성산광산의 명반석 내 진동누대구조에 관한 연구 (Oscillatory Zoning in Alunite from the Sungsan Mine, Korea)

  • 조현구;김수진
    • 한국광물학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.42-47
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    • 1992
  • 해남 성산광산에서 산출되는 명반석에서 나타나는 진동누대구조를 back-scattered electron(BSE) 상과 전자현미분석기를 이용하여 연구하였다. 이런 누대구조는 편광현미경 하에서는 관찰되지 않자만, BSE상에서는 아주 명확히 관찰된다. 전자현미분석에 의하면 이런 누대구조는 명반석 구조 내 A 자리에서 칼륨을 치환하는 나트륨의 양적인 차이에 의하여 생긴다는 것을 지시한다. BSE상에서 밝기가 증가함에 따라 칼륨의 양은 증가하지만, 나트륨의 양은 감소한다. 섬세한 작은 규모의 누대구조와 인접한 zone사이의 명확한 경계는 이런 진동누대구조가 성장하는 명반석 결정주변의 열수용액의 성분의 변화에 기인하여 형성된 것임을 가리킨다. 이러한 변화를 초래한 요인은 1) 유입되는 유체 성분의 변화 및 2) 보다 안정한, 나트륨이 적은 명반석의 따른 침전에 의한 용액성분의 변화일 것으로 생각된다.

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산화환경하에서 명반석, 슈베르트마나이트의 형성특징과 환경지구화학적 의미: 달성광산 (Formation of Alunite and Schwertmannite under Oxidized Condition and Its Implication for Environmental Geochemistry at Dalseong mine)

  • 추창오;이진국;조현구
    • 한국광물학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.37-47
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    • 2004
  • 대구광역시에 위치한 달성광산의 폐광석과 하천수에 형성된 황산염 광물인 명반석과 슈베르트마나이트의 특징과 수질변화를 통하여 산화환경하에서의 환경지구화학적 의미를 고찰하였다. 산성광산배수는 하류로 갈수록 pH가 감소하는 특징을 보이는데, 이는 슈베르트마나이트의 형성에 크게 영향을 받는다. Al광물들의 침전작용에 의하여 하천수로부터 Al이 제거되는데, 그 중에서 가장 중요한 Al-황산염광물인 명반석은 Al의 가수분해 상수인 $pK_1$ 이상의 높은 pH환경에서 잘 형성된다. 명반석은 SEM하에서 뚜렷한 구상의 결정체로서 슈베르트마나이트와 수반되고, 높은 포화지수를 나타낸다. 지표환경에 노출된 폐금속광석에서는 산화작용으로 인하여 다양한 이차광물이 기존의 광물표면에 성장하거나, 피복 되어 있다. 명반석은 특징적으로 구형, 싸리버섯 같은 정벽(botrytis-like habit), 또는 방사상의 결정집합체로 나타난다. 또한, natroalunite를 수반하거나, 이 둘의 물리적 혼합체(mixture)를 형성한다. 본 산성광산배수의 유해성분들이 하천을 따라 다소 저감되기는 하나, 슈베르트마나이트가 지속적으로 형성되므로 하류로 갈수록 pH가 감소한다. 그러므로 하상침천물은 쉽게 다시 용해될 수 있다. 따라서, 본 AMD에서 자연저감효과는 미미하며, 여전히 잠재적인 위해 요소를 가지고 있다.

해남지역 성산 및 옥매산 점토광산에서와 금함량 변화 (Variation of Gold Content in Rocks and Minerals from the Seongsan and Ogmaesan Clay Deposits in the Haenam Area, Korea)

  • 윤정환
    • 자원환경지질
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    • 제28권6호
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    • pp.571-577
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    • 1995
  • 한국 남서부에 위치한 해남지역에는 산성마그마 활동에 수반된 acid-sulfate 점토광상들이 산출되고 있다. 연구지역의 지질은 응회암, 화강암질암, 석영반암, 유문암, 안산암 및 퇴적암으로 구성되어 있으며 화강암질암과 석영반암은 응회암과 퇴적암을 관입하며 광산주변의 유문암과 응회암은 열수변질을 받았다. 채취된 시료중 67개의 시료를 GFAAS와 ICP로 주성분 원소함량과 금을 비롯한 미량원소함량을 분석한 결과 금은 성산광산에서 산출되는 명반석맥과 규화작용을 심하게 받은 변질대에서 부화된 반면 dickite와 dickite가 함유된 암석이나 광석이 열수변질을 받은 경우에는 결핍된 경향을 보여주며, 특히 단층주변과 단층들이 교차하는 지점에서 금함량이 높은 경향을 나타낸다. 명반석-석영-황철석이 공생하는 명반석이나 명반석맥에서는 금함량이 높으나 황철석을 포함하는 응회암과 dickite에서는 일반적으로 금함량이 낮은 경향을 보여준다. 규화작용을 받은 응회앙에서 금함량은 As, Hg 및 Hg와 정의 상관관계를 보여 주며 대부분의 시료에서 Cd, Hg 및 Sb함량변화는 금함량변화와 유사한 경향을 나타낸다. 따라서 이 연구지역에서 지질학적 및 지구화학적으로 금광상을 탐사하기 위해서는 단층이 교차하는 지점의 silicified zone 또는 황철석을 함유하는 명반석맥을 찾아서 As, Hg 및 Sb 등과 같은 지시원소를 분석하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

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명반석의 열분해 (A Study on the Thermal Decomposition of Alunite)

  • 김형석;조동성
    • 자원리싸이클링
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    • 제7권5호
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    • pp.33-40
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    • 1998
  • 명반석[$K_2$$SO_4$.$Al_2$($SO_4$)$_3$.(OH)$4Al_3$]과 석회석(CaCo$_3$)의 혼합소성에서 무수석고(CaSO$_4$)의 생성은 주로 $SO_3$(g)와 CaO(s)가 발생되는 온도와 속도에 의존된다. 그러므로 본 연구에서는 먼저 명번석의 열분해로 생성되는 물질과 $SO_3$(g)가 이탈되는 온도와 속도를 조사하였다. 상압의 공기분위기에서 명반석은 $500~580^{\circ}C$에서 탈수되어 (SO$KAl_4$)$_2$$Al_2$$O_3$로 분해된다. 이때에 탈수되는 속도는 kt=${1-(1-{alpha}^{1/3})}^{2}}$에 일치하고, 탈수 활성화에너지는 약 73.01kcal/mol로 계산된다. $SO_3$(g)는 $580~700^{\circ}C$에서도 서서히 발생되지만 $700~780^{\circ}C$에서는 급격히 발생된다. KAl($SO_4$)$_2$가 분해되는 속도는 kt=$1-{(1-{alpha})}^{1/3}$에 일치하며, 분해활성화에너지는 약 66.84kcal/mol로 계산된다. 명반석광석에 함유된 $SiO_2$와 kaolinite는 $SO_3$(g)의 발생온도 및 속도에는 거의 영향을 끼치지 않는다.

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단파장적외선 분광분석법을 이용한 열수변질대 정량화 연구 (A Quantitative Study for Hydrothermal Alteration Zones using Short Wavelength Infrared Spectrometry)

  • 김용휘;최선규;고광범;한경수;구민호
    • 자원환경지질
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    • 제50권1호
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    • pp.15-26
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    • 2017
  • 열수 광상의 잠두 광체를 예측하는데 중요한 인자로 인식되는 고(산성)점토 변질대, 점토 변질대 및 필릭 변질대의 정량성을 확보하기 위해 명반석-고령석 조합과 일라이트-고령석 조합에 대한 합성 혼합시료를 대상으로 단파장적외선 스펙트럼의 흡광특성과 광물함량의 점이적인 변화추이를 비교하였다. 명반석-고령석 조합에서 명반석은 Hull quotient 반사도가 가장 높은 상관관계(0.99)를 보이며, 고령석은 가우시안 피크가 가장 높은 상관관계(0.92)를 나타내고 있다. 일라이트-고령석 조합은 흡수영역이 중첩하고 있어 가우시안 분해가 필수적이며, 일라이트와 고령석은 각각 0.93과 0.98의 높은 상관도를 보이고 있다. 단파장적외선 분광분석법에서 유도한 명반석-고령석과 일라이트-고령석 조합의 오차범위(8%, 5%)는 리트벨트 X-선 회절정량분석법에서 구한 성분비의 오차범위(29%, 26%)보다 작아 분광분석결과가 상대적으로 정량적 신뢰도가 높다는 것으로 확인되었다.

한국 서남부, 해남지역에서 백악기 산성마그마티즘에 관련된 열수점토광상의 누대분배, 광물조합의 지구화학적 연구 (Alteration Zoning, Mineral Assemblage and Geochemistry of the Hydrothermal Clay Deposits Related to Cretaceous Felsic Magmatism in the Haenam Area, Southwest Korea)

  • 김인준
    • 자원환경지질
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    • 제25권4호
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    • pp.397-416
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    • 1992
  • 본 논문에서는 해남지역의 점토광상인 성산, 옥매산 및 해남광상을 연구대상으로 하였다. 열수변질을 받은 각 점토광상은 중심으로부터 주변부로 감에 따라 변질대를 형성하고 있는데, 성산광상의 경우 카올린대, 카올린-석영대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가, 옥매산광상의 경우 석영대, 명반석대, 카올린대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가, 그리고 해남광상의 경우 석영대, 납석대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가 각각 나타나고 있다. 이같은 변질대들은 두 종류의 변질작용으로 구분될 수 있는데, 하나는 납석대, 명반석대, 석영대, 카올린대 및 카올린-석영대와 같은 산변질작용 (acidic alteration)이고, 다른 하나는 녹니석대와 일부 견운모대와 같은 프로필리틱 (prophylitic alteration) 이다. 모든 점토광상은 high sulfidation (acidic-sulfate) 계에 속한다. 산변질작용의 암석은 납석, 명반석, 카올린광물, 견운모, 석영 및 황철석 등으로 구성되어 있다. 전암화학분석의 결과 $SiO_2$, $TiO_2$, $Fe_2O_3$, MgO, CaO, $K_2O$$Na_2O$와 같은 원소들은 원암의 조성과 상당한 차이를 보여주고 있는데, 이같은 주원소들의 유동성은 각 변질대의 광물조합과 관련되어 이들에 영향을 주고 있다. 견운모의 폴리타잎(polytype) 은 X-선 회절분석결과, $2M_1$ 및 1M 형으로 밝혀졌다. 성산광상의 경우 $2M_1$ 및 1M 형이 거의 같은 비율로 나타나고, 옥매산광상의 경우 1M 형이 우세한 반면, 해남광상의 경우 $2M_1$ 형이 우세하게 나타나고 있다. 이같은 현상은 견운모의 형성온도를 반영하는 것으로, 해남광상이 가장 고온에서, 성산광상은 중간온도에서, 그리고 옥매산광상이 가장 저온에서 형성되었음을 지시해 준다. 전자현미 분석결과, 면반석의 Na/(K+Na)의 비율이 옥매산광상의 것이 성산광상의 명반석이 성산광상의 것보다 높은 것으로 나타났는데, 이는 옥매산광상의 것보다 상대적으로 고온에서 높은 Na/(K+Na) 값과 낮은 pH 값을 갖는 용액에서 형성되었음을 시사해 준다. 모든 분석결과를 종합하여 볼 때, 명반석은 hypogene 기원이며, steam-heated 환경에서 hydrogen sulfide의 산화작용에 의하여, 그리고 오늘날의 열수계에서 관찰할 수 있는 solfataric alteration의 결과로 형성되었음을 알 수 있다.

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이달의 과학자 - 경상대 지질학과 조현구교수

  • 한국과학기술단체총연합회
    • 과학과기술
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    • 제29권8호통권327호
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    • pp.80-81
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    • 1996
  • 칼륨, 알루미늄을 함유하는 황산염 광물인 명반석을 가열하고 다시 냉각시킬 때 나타나는 변화를 연구하여 다른 광물질과 달리 가역반응을 일으키는 특성을 규명한 경상대 조현구박사. 경남 통영시가 고향인 조교사는 과학기술정책 결정 때는 많은 사람들의 의견을 수렴할 수 있는 제도적 장치가 마련되어야 한다고 강조한다.

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