• 제목/요약/키워드: Hematite

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석간주의 이화학적 특성이 기능성 및 내광성에 미치는 영향 연구 (Effect of Physiochemical Properties of Seokganju on Functionality and Light Fastness)

  • 박주현;정혜영;문성우;우인숙
    • 보존과학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.485-495
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    • 2017
  • 본 연구는 천연안료 중 단청용 적색안료로 주로 사용되는 석간주의 성분 및 물성에 따른 기능성 및 내광성을 평가하는데 목적이 있다. 한국과 일본에서 전통적인 방법으로 제조하여 시판되는 적색의 산화철계열 천연안료는 석간주와 대자라는 명칭으로 불리고 있으며 수집된 8종의 석간주를 대상으로 구성광물과 성분조성을 분석한 결과, 대부분 Hematite를 포함하고 있으며, 성분조성에 따라 $Fe_2O_3$함량이 40% 이상의 고함량인 그룹과 15%이하의 그룹으로 구분되었다. 또한 소성 여부에 따라서도 구분이 되는데 소성된 석간주의 경우 소성에 따라 운모의 상전이로 인한 색상 변화와 평균입도의 차이가 관찰되었다. 석간주 안료 자체의 색도를 분석한 결과 $Fe_2O_3$ 함량이 높은 시료들의 색도는 암적색, 회갈색인 반면, $Fe_2O_3$의 함량이 낮은 시료는 황갈색이나 황적색을 나타내었으며, 적색도 $a^*$를 결정하는 것은 산화철($Fe_2O_3$)의 함량이었다. 안료의 기능적인 특성을 확인하기 위해 아교를 석간주와 배합하여 발림성, 은폐력의 기능적 특성을 확인하였고, 결과 점토성 광물의 성분에 따라 상이한 결과를 얻었다. 내광성 평가를 통하여 색변에 대한 안정성을 확인하였다. 그 결과 안료의 발림성과 은폐력은 주구성광물에 따라 다르게 측정되었다. 내광성 평가 결과 대부분 누적광량이 $0{\sim}9,000KJ/m^2$까지는 색차가 크지 않지만 $18,000kJ/m^2$에서 크게 변색되었다. 특히 소성한 석간주는 소성하지 않은 석간주에 비해 내광성이 높게 나타난 것을 확인하였다.

Solution Processed Porous Fe2O3 Thin Films for Solar-Driven Water Splitting

  • Suryawanshi, Mahesh P.;Kim, Seonghyeop;Ghorpade, Uma V.;Suryawanshi, Umesh P.;Jang, Jun Sung;Gang, Myeng Gil;Kim, Jin Hyeok;Moon, Jong Ha
    • 한국재료학회지
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    • 제27권11호
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    • pp.631-635
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    • 2017
  • We report facile solution processing of mesoporous hematite (${\alpha}-Fe_2O_3$) thin films for high efficiency solar-driven water splitting. $Fe_2O_3$ thin films were prepared on fluorine doped tin oxide(FTO) conducting substrates by spin coating of a precursor solution followed by annealing at $550^{\circ}C$ for 30 min. in air ambient. Specifically, the precursor solution was prepared by dissolving non-toxic $FeCl_3$ as an Fe source in highly versatile dimethyl sulfoxide(DMSO) as a solvent. The as-deposited and annealed thin films were characterized for their morphological, structural and optical properties using field-emission scanning electron microscopy(FE-SEM), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and UV-Vis absorption spectroscopy. The photoelectrochemical performance of the precursor (${\alpha}-FeOOH$) and annealed (${\alpha}-Fe_2O_3$) films were characterized and it was found that the ${\alpha}-Fe_2O_3$ film exhibited an increased photocurrent density of ${\sim}0.78mA/cm^2$ at 1.23 V vs. RHE, which is about 3.4 times higher than that of the ${\alpha}-FeOOH$ films ($0.23mA/cm^2$ at 1.23 V vs. RHE). The improved performance can be attributed to the improved crystallinity and porosity of ${\alpha}-Fe_2O_3$ thin films after annealing treatment at higher temperatures. Detailed electrical characterization was further carried out to elucidate the enhanced PEC performance of ${\alpha}-Fe_2O_3$ thin films.

계룡산 석간주를 사용한 흑색 안료 개발 (Development of Black Pigment Using Seokganju of Mountain Gyeryong)

  • 임성호;김금선;박주석;이병하
    • 한국재료학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.233-239
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    • 2013
  • We collected Seokganju minerals (regions in Gyeryong Mountain, Sangsin-ri, Banpo-myeon, Gongju Chungcheongnam-province), which were used as natural color pigments for grayish-blue during the 15th~16th centuries of the Joseon era, and investigated their crystallographic features to develop a black pigment having a spinel structure. By a Raman analysis, the color of Seokganju under transparent glaze as a pigment for painting was black because hematite ($Fe_2O_3$) in Seokganju was converted to magnetite ($Fe_3O_4$) However, Seokganju into the transparent glaze as a pigment was brown because of hematite ($Fe_2O_3$) and small amounts of maghemite (${\gamma}-Fe_2O_3$) in Seokganju minerals. Only Seokganju mineral is used, it is not suitable for black pigment into the transparent glaze. This study tried to develop a spinel crystal black pigment stabilized by Seokganju with CoO, $Cr_2O_3$, NiO, and $MnO_2$ at $1280^{\circ}C$. A Raman spectroscopy analysis was performed to verify the presence of Mn The results showed that it existed as spinel, and two crystal phases $CoFe_2O_4$ and $MnFe_2O_4$ were mixed. $CoFe_2O_4$ spinel has a dark grayish black color and $MnFe_2O_4$ spinel has a greenish black color, and these two appeared as black. The color of a specimen calcined by adding 6 wt% of pigment mixed with 5 wt% of $MnO_2$ added to lime glaze was analyzed with a UV spectrophotometer. When applying the color pigment, it appeared black stabilized with $L^*$24.23, $a^*$ 0.12, $b^*$ -2.29 at $1260^{\circ}C$ oxidative calcination, With $1240^{\circ}C$ reduction firing, it is appeared black stabilized with low brightness of $L^*$ 23.13, $a^*$ -1.12, $b^*$ 0.54.

한국 전통 적색광물안료 울릉도석간주의 기능성 연구 (A Study on Functionality of the Ulreungdo Seokganju as Korean Traditional Red Pigment)

  • 도진영;김수진;이상진;안병찬;윤성철;김광종
    • 한국광물학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.153-162
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    • 2009
  • 석간주는 적색과 적갈색 등 붉은 빛을 띠는 전통 광물성 안료로 주성분은 산화철이다. 석간주의 광물학적 특성과 기능성을 연구하기 위해서, 문헌에 옛 산지로 나와있는 울릉도 주토굴에서 석간주를 채취하였다. 울릉도주토굴의 석간주광석은 감람석현무암과 각섬석조면암 경계면에서 단속적으로 산출하며, 적갈색 또는 황갈색을 띠고 대체로 점토질이며 부분적으로 암편을 함유하고 있다. 석간주광석 중 적색은 적철석에 의한 것이며, 황갈색은 훼리하이드라이트에 의한 것이다. 울릉도석간주광석의 색상을 결정하는 산화철광물들은 고토양중에서 함철 수용액으로부터 훼리하이드라이트라는 광물로 침전되었으나 부분적으로 적철석으로 전이되었다. 석간주광석을 전통방식에 의해 안료로 제작하여 목재에 재현한 색상은 전통 건축물에서 측정한 붉은색 색상과 유사하였다. 울릉도석간주안료의 내습기능과 방염기능은 화학석간주안료에 비해 월등히 우수한 것으로 확인되었으며 연소시험에서 화학석간주안료는 발화와 연소를 촉진시키는 결과를 보였다. 울릉도석간주안료가 함유된 배지에서 목재부후균의 성장이 저지되는 경향을 보여 울릉도석간주는 방부성을 지닌 채색안료로 판단된다.

화순 폐탄광지역 광산배수와 침전 및 증발잔류광물에 대한 지구화학적 및 광물학적 연구 (Geochemistry and Mineralogy of Mine Drainage Water Precipitate and Evaporite Minerals in the Hwasoon Area)

  • 박천영;정연중;강지성
    • 자원환경지질
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    • 제33권5호
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    • pp.391-404
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    • 2000
  • This study investigated the geochemical characteristics of mine drainage discharged from an abandoned coal mine in the Hwasoon area. Surface water samples were collected from 23 locations along the Hancheon creek. The concentration of Zn and Cu in stream waters was highest at low pH (3.53), whereas the content of TDS and TDI was highest at high pH (7.78) due to the concentration of Ca, $HCO_3$ and $SO_4$. At the upstream site, the Ba, Fe, Mn, Zn, and $SO_4$ contents were relatively high but decreased significantly with the distance from the coal mine. On the contrary, the Na and $NO_3$ contents were low at the upstream site but increased downstream. Yellow precipitate material collected in the Hancheon consisted mainly of iron and LOI. This yellow precipitate was heated from 100 to $900^{\circ}C$ for 1 hour. With increasing temperature, the intensity of hematite peaks were sharply produced in X-ray pattern and the absorption band Fe-O of hematite increased in IR due to dehydration and melting. The yellow to brown precipitate and evaporite materials were collected by a air-dry from the acid mine water at the laboratory. After drying, the concentration of ions in the acid water samples increased progressively in oversaturation with respect to either gypsum, ferrohexahydrite or quenstedetite. The X-ray powder diffraction studies identified that the precipitated and evaporated materials after drying were well crystallized gypsum, ferrohexahydrite and quenstedetite. Diagnostic peaks used for identification of gypsum were the 7.65, 4.28, 3.03, 2.87 and 2.48$\AA$ peaks and those for ferrohexahydrite were the 5.46, 5.12, 4.89, 4.44, 4.05, 3.62, 3.46, 3.40, 3.20, 3.03, 2.94, 2.53, 2.28, 2.07, 1.88 and 1.86${\AA} peaks. The IR spectra with OH-stretching, deformation of $H_2O$and ${SO_4}^{2-}$stretching vibration include the existence of gypsum, ferrohexahydrite and quenstedetite in the precipitated and evaporite materials. In the SEM and EDS analysis for the evaporite material, gypsum with well-crystallized, acicular, and columnar form was distinctly observed.

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무안 지역, 삼보 광상의 금광화작용 (Hydrothermal Gold Mineralization of the Sambo Deposit in the Muan Area, Korea)

  • 박상준;최선규
    • 자원환경지질
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    • 제41권3호
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    • pp.275-286
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    • 2008
  • 백악기 함평분지 서측에 위치하는 삼보광상은 유문암내에 배태되는 $N10{\sim}20W$ 주향의 함금석영세맥(지자맥)과 선캠브리아기의 편마암 열극을 충진하는 NE 계열의 석영맥(풍자맥.광산맥.풍자지맥)으로 구성된다. 함금석영세맥은 주로 유문암의 미세 열극 따라 단속적인 불규칙상 세맥으로 배태되며, 에렉트럼은 미세 열극을 따라 모암내에서 산점 분포하거나, 세맥내 황철석의 용식 공간에서 정출하는 적철석과 밀접히 공생한다. 함금석영세맥의 광화유체($H_2O/-NaCl$ 계)는 $340{\sim}200^{\circ}C$의 균일화온도 및 <2.7 eq. wt.% NaCl의 염농도를 보인다. 반면 NE 석영맥의 유체($H_2O-NaCl/-CO_2$계)는 $400{\sim}190^{\circ}C$의 균일화 온도 및 <7.9 eq. wt.% NaCl의 염농도를 보인다. 이 두 유체계는 서로 다른 물리화학적 조건을 보이는 반면 공통적으로 초기 비등 이후 혼입의 유체 진화 과정을 보인다. 삼보광상은 백악기 인리형 분지와 관련된 NNW 방향의 인장성 열극 형성과 밀접한 관련을 보이며 각맥별 광화작용은 서로 다른 기원의 광화유체에 의해 진행되었다. 삼보광상에서 산출되는 석영맥, 광석광물, 광화유체에 대한 연구를 종합적으로 검토한 결과 삼보광상의 금광화작용은 성인적으로 백악기 지구조운동에 의한 인리형 분지 형성과 관련된 인장형 열극을 충진한 천열수 광상으로 해석된다.

풍촌층 고품위 석회석의 표성변질 (Supergene Alteration of High-Ca Limestone from the Pungchon Formation)

  • 오성진;김경진;노진환
    • 한국광물학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.135-144
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    • 2005
  • 하부 조선누층군의 풍촌층 고품위 석회석 광체에서는 그 상위의 지층인 화절층으로부터 유래된 극미립의 적갈색 변질물이 열극을 따라 충진 및 피복하는 양상을 보이며 산출된다. 표성기원을 시사하는 산출상태와 광물조성을 이루는 이 침전물은 석회석 광체를 오염시킴으로써, 품위와 품질을 저하시키는 결과를 초래한다. 이 풍화산물은 옥수질 석영, 고령석, 일라이트, 침철석 및 적철석이 주요 자생광물을 이루며 곳에 따라 스멕타이트가 소량 수반된다. 그밖에 원지성 광물편들인 운모와 정장석들이 드물게 상대적으로 큰 입도를 이루며 함유된다. 고령석, 일라이트 및 스멕타이트로 구성되는 이 풍화산물의 다소 복잡한 점토광물상은 석회암 풍화잔류토의 전형에 해당되는 것으로 여겨진다. 이 극미립 풍화물은 곳에 따라 열수에 의해서 재차 변질되어 스틸바이트 같은 열수 기원의 제올라이트 광물을 수반하기도 한다. 이 표성변질물의 생성 및 침투 시기는 풍촌층의 고품위 석회석을 형성시킨 천열수 변질작용의 시기 직후, 즉 쥬라기 초기에 해당되는 것으로 해석된다. 조선 누층군의 응기 및 풍화${\cdot}$ 침식의 시점을 시사하는 이 같은 표성변질 양상은 산소가 풍부한 표층수가 하강하는 환경 하에서 석회질 모암 내에서 화학적 용탈과 확산 방식으로 작용한 것으로 여겨진다.

경북 옥산지역 열수동광상의 성인연구 (Genetic Environments of Hydrothermal Copper Deposits in Ogsan Mineralized Area, Gyeongsangbukdo Province)

  • 최선규;최상훈;윤성택;이재호;소칠섭
    • 자원환경지질
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    • 제25권3호
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    • pp.233-243
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    • 1992
  • 옥산지역에 위치하는 황학동광상은 초기백악기 퇴적암류내에 발달한 열극을 충진한 열수맥상 광상으로, 구조운동에 수반되어 3회에 걸쳐 생성된 석영 및 방해석맥으로 구성된다. 주된 금속광물로는 황철석, 자류철석, 황동석, 섬아연석, 방연석, 적철석 및 Ag-, Pb-, Bi-sulfosalts로, 이들의 침전은 주로 광화 제 1 기의 0.5~7.6 wt.% NaCl 상당염농도를 갖는 광화유체로부터 $370^{\circ}C$ 에서 약 $200^{\circ}C$ 에 걸쳐 진행되었으며, 광화 작용시의 압력은 <180 bar, 섬도는 700~2,400 m 였다. 광상내에서 보여주는 광물공생관계에 의한 열역학적 고찰과 유체포유물 및 안정동위원소 연구결과 등으로 미루어 본 광상광화유체내 Cu는 주로 chloride complex 상으로 이동되었으며, 주로 광화유체의 냉각작용과 이에 의한 지화학적 환경요인들($fs_2$, $fo_2$, pH)의 변화에 기인하여 침전되었음을 알수 있다. 유황안정동위원소 연구결과, 주광화시기인 광화1기중 광화유체의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ 값이 초기 8.2‰ 에서 후기 4.7‰ 로 점차 감소함은 광화유체의 비등에 수반되어 수소이온농도와 함께 산소분압이 점진적으로 증가한 결과로 해석되며, 광화유체의 수소 및 산소동위원소 값으로부터 열수계에서 천수가 지배적인 역할을 하였음을 알수 있다.

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언양자수정의 내포물에 관한 연구 (Characterization of Inclusions in Amethysts from Eonyang, Korea)

  • 김원사;신현숙;이선숙
    • 한국광물학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.83-93
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    • 1988
  • 경남 울주군 삼남면 일대에 분포하는 언양화강암내에 발달하는 자수정결정은 하부에서 상부로 가면서 무색수정${\rightarrow}$백수정${\rightarrow}$연수정${\rightarrow}$자수정 순으로 평행연정으로 산출되며 전체외형이 버섯모양과 흡사하다. 수정내에서 관찰되는 유체포유물은 기체포유물(G>L), 액체포유물(L>G), 함$L_{CO_2}$포유물(L+G+$L_{CO_2}$), 함소금포유물(L+G+halite), 다상포유물(L+G+halite+sylvite${\pm}$opaque mineral) 등이며, 고체포유물로는 자형의 카리장석이 무색과 백수정에, 침상의 적철석이 자수정에 특징적으로 내포한다. 유형별 유체포유물의 균일화온도 범위는 기체포유물이 $320{\sim}560^{\circ}C$, 액체포유물이 $100{\sim}290^{\circ}C$, 함$L_{CO_2}$포유물이 $200{\sim}310^{\circ}C$, 함소금포유물이 $300{\sim}430^{\circ}C$, 다상포유물이 $370{\sim}430^{\circ}C$이다. 보석으로서의 언양자수정은 액체포유물의 충진도, 적철석과 함 $L_{CO_2}$ 포유물의 출현, 그리고 얼룩말무늬가 없는 점이 브라질자수정과 다르며, 자색대상구조, 고체포유물, 함 $L_{CO_2}$ 포유물 등의 존재에 의해 합성자수정과 구별된다.

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철강전노 dust의 활용에 관한 연구 (The Utilization of the steel converter dust)

  • 김미성;김민석;김성원;오재현
    • 자원리싸이클링
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    • 제2권2호
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    • pp.9-15
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    • 1993
  • 본 연구에서는 광양제철소 전로 dust를 사용하여 자력산별 및 심강(분급) 실험을 통해서 산화철(magnetite)를 분리.회수하였다. 그리고 분리.회수한 산화철(magnetite)과 SrCO$_{#}$를 고상방응시켜 Sr-ferrite를 제조하고 그 자기적 특성은 조사하였으며, 이를 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 광양제철소 제동전로 Ep dust는 대부분 ${\alpha}$-Fe와 magnetite, wustite 등의 철산화물 상태로 존재하며 자력산별과 심강(분급)실험을 행한 결과 magnetite가 주된 구성물질인 산물을 얻을 수 있었다. 2. 전로 dust 정제를 통하여 얻어진 magnetite와 SrCO$_{4}$를 혼합한 후 하소를 행한 결과 magnetite의 산화배소과정 없이도 Sr-ferrite 생성이 가능함을 확인 하였으며, Sr-ferrite 생성 반응은 다음과 같다. I. $SrCO_3$ $+Fe_3$O$_4$+1/2(1-X)$O_2 $longrightarrow$\alpha$ $-Fe _2$$O_3$ $+SrFeO _3$\ulcorner+$CO_2$ II. $5.5\alpha$ $-Fe_2$$O_3$ $+SrFeO_3$\ulcornerlongrightarrowSrFe\ulcornerO\ulcorner+1/2(1/2-X)$O_2$ 3. 1150$^{\circ}C$에서 1시간동안 하소한 후 1250$^{\circ}C$에서 2시간 동안 산결하여 Br=3.75GK, $_{1}$Hc=1.7KOe, (B.H)$_{max}$=2.64 MGOe인 Sr-ferrite 이방성 영구자석을 제조하였다.

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