• 한국광물학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.35-45
• /
• 2016

점토광물은 자연에서 쉽게 얻을 수 있고, 환경친화적이며 다양한 물리화학적 특성을 갖고 있어 인류 역사상 여러 분야에 활용되어 왔다. 최근에는 몬모릴로나이트, 카올리나이트, 세피올라이트, 금속이중층수산화물과 같은 점토 화합물에 화학적 개질을 도입하여 산업분야에 활용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 넓은 비표면적과 높은 측면비율, 나노수준의 입자 두께, 그리고 조절가능한 표면전하를 갖는 점토화합물에 화학적 개질을 적용하면, 고분자의 기계적 성질과 기체차단성을 개선하고, 고분자 필름에 지속적 항균성을 부여하는 충전제로 사용할 수 있다. 또한, 개질된 점토화합물은 높은 흡착능과 화학적 선택성을 지니므로, 수질이나 토양을 오염시키는 화학적, 생물학적 오염원을 효과적으로 제거하는 물질로도 활용 가능하다. 본 논평에서는 이러한 점토화합물들이 미래의 주요산업군인 식품포장재 및 환경개선 분야에 활용될 가능성에 대해 최근 연구 결과를 소개하고자 한다.

• 한국광물학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.197-205
• /
• 2014

하동군 북천면 직전리 지역은 하동 회장암체의 최남단부에 위치하고 있으며, 이 회장암체의 남서쪽에서 섬록암이 관입하여 나타난다. 이 지역의 회장암 및 섬록암 내에는 티탄철석 광체가 발달하고 있는데 이 중 섬록암 내의 산상은 기존의 연구에서 보고된 바 없다. 회장암 내 광체에서 산출되는 티탄철석은 단일광물로 산출되는 반면, 섬록암 내 광체에서 산출되는 티탄철석 내에는 티탄철석-산화철, 금홍석-산화철 간의 용리조직이 관찰된다. 티탄철석 내 MnO의 함량은 섬록암체 내 광체에서 2.14~3.74 wt%로 회장암 내 광체에서의 함량보다 높게 나타나며, 사장석은 섬록암체에서 안데신($An_{28.7-42.9}$)의 조성을 보여주고, 회장암에서 라브라도라이트($An_{57.1-72.8}$)의 조성을 보여준다. 섬록암 내 광체에서 산출되는 티탄철석에서 관찰되는 용리조직은 섬록암의 관입으로 공급된 열에 의해 부분 재용융이 일어나고 냉각과정에 티탄철석이 산화철과 금홍석으로 용리된 것으로 사료된다.

• 한국광물학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.383-392
• /
• 2006

도심에 위치한 탄산염암 석조문화재는 주로 대기 오염으로 인하여 흑색층이 형성되어 있으며 심하게 손상되어 있는 상태이다. XRF, XRD, SEM 등의 분석을 통하여 도심에 위치한 석탑 표면에 형성된 흑색층의 화학조성, 구성광물, 미세조직에 대해 연구하였다. 또한 흑색층이 원암에 끼치는 영향을 밝히고, 나아가 안정환동위원소분석법을 적용하여 흑색층 내에 함유되어 있는 황성분의 기원을 밝혔다. 석탑 원암의 구성광물은 방해석이지만 흑색층은 석고와 소량의 석영을 포함하고 있다. 흑색층을 구성하는 다량의 석고는 석탑 내부에 균열을 생성시키는 원인 물질이며, 흑색층과 원암의 경계면은 흑색을 띠는 것은 아니지만 그 특성이 흑색층과 유사하여 대기오염 물질을 쉽게 흡착하여 흑화될수 있다는 것을 보여주었다. 안정황동위원소분석 결과 흑색층에 함유되어 있는 황의 주 기원이 다를 수 있음이 밝혀졌다.

• 한국광물학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.263-270
• /
• 2012

산화/환원 반응에 매우 민감한 우라늄의 침철석 및 몬모릴로나이트에 대한 수착 특성을 알아보기 위해 산화우라늄(VI)과 환원우라늄(IV)를 준비하였다. 환원우라늄은 황산염환원박테리아에 의해 황산염이 환원되는 과정에서 같이 환원된 우라늄(IV)를 희석하여 사용하였다. 광물에 대한 우라늄의 수착량은 우라늄(IV)가 우라늄(VI)에 비해 상대적으로 낮았으며, 이러한 원인 중의 하나는 용액상의 우라늄(IV)가 미세한 콜로이드 형태로 존재하여 광물 표면에 대한 수착력이 약했기 때문이다. 투과전자현미경을 사용하여 우라늄(IV)가 나노 콜로이드의 특징을 가지고 있음을 확인하였고, 이러한 결과는 심부 자연계의 지하수를 따라 이동 가능한 우라늄종이 이온성 우라늄(VI)뿐만 아니라 콜로이드성 우라늄(IV)도 포함될 수 있음을 의미한다.

• 한국광물학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.197-207
• /
• 2006

쇄설성 퇴적층 위주의 퇴적상을 갖는 것으로 알려진 영일 지역 장기층군의 함탄층 내에 실제로는 상당한 규모의 화산쇄설성 퇴적암류가 혼재된다. 전체적으로 이 함탄층은 화성쇄설성 암상과 단순 쇄설성 암상이 교호되는 양상을 보인다. 부석편을 함유하는 응회암과 응회질 사암이 함탄층의 특징적인 화산쇄설성 암상을 이룬다. 상 하부 함탄층의 화산쇄설성 암석에서 속성기원으로 산출되는 변질광물로는 몬모릴로나이트와 클리놉틸로라이트가 주된 광물상을 이루고 여기에 단백석과 석영이 수반된다. 광물조성과 양이온 치환능력 면에서 일부 층준에서는 응회질 암석들이 저품 위 제올라이트나 벤토나이트 광층을 이룬다. 또한 대부분 1 m 미만의 박층을 이루기 때문에 전형적인 제올라이트나 벤토나이트 자원으로서의 유용성과 잠재성은 낮은 것으로 판단된다. 그렇지만 인접하는 이들 광층들이 함께 개발될 수 있다면, 광물조성과 CEC 수치 면에서 산성백토와 같은 흡착기능성 광물자원으로서의 활용 가능성은 충분한 것으로 평가된다.

• 한국광물학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.129-140
• /
• 1991

Two illite polytypes, 2M1 and 1Md, have been identified from the sericite deposits of the Bobae mine, Kimhae, Kyungsangnam-do. Each polytype has characteristic grain size, chemical composition, and occurrence. 2M1 illite occurs predominantly in the sericitic alteration zone, while 1Md illite occurs predominantly in the propylitic alteration zone, implying that the former was formed in the higher temperature than the latter. Illites can be subdivided into two types based on their crystal sizes;(1) the $\mu\textrm{m}$-sized illite which is below 0.01mm(100$\mu\textrm{m}$) in size and consists of 2M1 and 1Md type, (2) the mm-sized illite which is above 0.01mm in size and consists only of 2M1 type. Especially illite below 1$\mu\textrm{m}$ is premominantly of 1Md type. Therefore, it seems likely that illite crystal size is to some extent related to the polytype. XRD data show that there is no interstratified layer in illites regardless of the crystal size and polytype. Activity of muscovite component of the $\mu\textrm{m}$-sized illite is 0.843 while that of the mm-sized illite is 0.790. However, the latter is more similar to muscovite in crystal structure than the former is. The mm-sized illite has less Al and more Kthan the $\mu\textrm{m}$-sized illite. In both illites, Si contents show a positive relation to octahedral Mg. Fluid inclusion study and mineral association show that the formation temperature of illite is $270-330^{\circ}C$. The major chemical processes leading to the formation of sericitic deposit as well as the alteration zones are the leaching of SiO2 from the country rock and the addition of Al2O3 and K2O into the sericitic ores.

• 한국광물학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.407-415
• /
• 2009

전자빔 조사를 조사량에 따라 단계별로 수행하면서 전자빔을 조사하는 동안 다이아몬드 내에서 일어나는 질소관련 결함의 변화와 색상의 변화를 분광학적 방법으로 측정 분석하였다. 일반적으로 질소의 양이 적을수록 공공이 쉽게 생성되며 A집합체보다 B집합체가 많은 시료에서 공공이 빠르게 생성된다는 결과를 보였다. 그 이유로 공공의 생성 정도가 전자빔에 의해 파괴될 수 있는 크기를 가진 결함의 양 즉, platelets에 비례한다는 결론을 추론할 수 있었다. 그리고 조사량이 증가할수록 옅은 녹색을 지닌 청색에서 짙은 청색으로 변화한다. 이러한 청색의 발현은 GR1센터의 점진적인 증가로 GR1센터 흡수포논에 의한 흡수띠의 영역은 더욱 확장되어 가시광선이 투과하는 최고 파장대가 530 nm에서 500 nm로 이동하면서 나타나는 현상이다.

• 한국광물학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.209-224
• /
• 2008

풍촌층에서 산출되는 다양한 유형의 고품위 석회석을 대상으로 하여 이들의 하소 특성을 규제하는 원광의 응용광물학적 영향 요인들을 파악하고자 하였다. 이를 위해서 원광의 특징과 동일한 소성 조건 하에서 제조된 생석회의 응용광물학적 특성을 체계적으로 분석 및 계측하였고 그 결과를 원광의 광물 특성과 연계하여 비교 검토하였다. 석회석의 가열처리 단계에서 생석회로의 전이 과정은 입자의 경계부나 방해석 결정 내의 벽개 및 쌍정면 등과 같은 물성적 취약대에서 선택적으로 진행되며, 이 과정에서 원암의 모든 조직적 사항이 그대로 잔존된다. 또한 소성 시간이 길어짐에 따라 생석회 결정들의 결정 입도와 결정형의 발달이 심화되는 경향을 보인다. 풍촌층 고품위 석회석의 소성 특성에 영향을 주는 주된 규제 요인으로서 결정 입도, 벽개 및 쌍정의 발달 정도 및 조직적 사항이 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 특히 원암의 낮은 결정 입도와 치밀한 입간 조직 양상은 모든 소성특성에 있어서 유리한 것으로 판단된다. 그러나 벽개 및 쌍정면의 발달은 가열 과정 중 균열대를 형성시키기 때문에 생석회 공정에 있어서 부정적인 역할을 하는 것으로 평가된다. 따라서 생석회 용도로 사용되는 석회석으로는 가급적 낮은 결정 입도와 대리암의 조직을 보이는 광석이 상대적으로 유리할 것으로 여겨진다.

• 한국광물학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.315-327
• /
• 2002

벤토나이트에 포함된 몬모릴로나이트의 층간에 Al산화물의 기둥(pillar)을 만든 Al-층간가교 점토를 합성하였다. 이 Al-층간가교점토에 대해 XRD, DTA, 화학분석 등을 실시하여 광물학적 특성을 검토하였으며, 그리고 이 가교점토에 대하여 Batch법의 흡착실험을 통하여 인산이온의 흡착성을 검토하였다. X-선 회절분석의 결과, Al-층간가교점토는 상온에서 층간격이 $18.03 \AA$으로 증가되어 나타났고, $550\AA$가열에서도 약 $17\AA$을 나타내어 열적 안정성이 크며, 글리세롤에 의한 층간격의 팽윤은 매우 미약한 것으로 나타났다. 열분석 결과, 이 점토에는 pillar부분에 관련된 물의 탈수에 의한 것으로 보이는 $270^{\circ}C$와 $420^{\circ}C$의 특징적인 흡열반응이 나타났다. Al-층간가교 점토의 인산 이온에 대한 흡착실험의 결과, 몬모릴로나이트는 거의 흡착능력을 보이지 않는데 비하여 월등히 우수한 인산이온($PO_{4}^{3－}$ /)성을 나타냈다. 시료 2 g에 용액 20 mL의 실험에서 300 mg/L 이하의 인산 농도에서는 거의 100%의 흡착효율을 나타냈다. 그리고 인산 이온에 흡착된 시료를 $500^{\circ}C$로 가열한 후 재차 흡착실험을 행한 결과, 역시 매우 높은 흡착효율을 나타냈다. 따라서 Al-층간가교 점토의 인산 이온 흡착에 대한 재활용의 가능성이 큰 것으로 나타났다

• 한국광물학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.135-145
• /
• 2004

영일 지역에서는 제올라이트 광물들을 상당량(대개 5% 이상) 함유하는 제올라이트질 벤토나이트가 밝은 색조를 띠고 1 m 미만의 두께를 이루며 흔히 산출된다. 이 같은 벤토나이트는 제올라이트 층과 밀접한 층준 접촉관계를 이루며 주로 장기층군의 눌대리응회암층과 함탄층에 부존된다. 이벤토나이트는 곳에 따라 층리와 비조화적 관계를 이루며 산출되기도 한다. 제올라이트질 벤토나이트의 주성분 광물인 몬모릴로나이트는 제올라이트 광물로서 대부분 클리놉틸로라이트와 공생관계를 이룬다. 그렇지만 보다 규질인 벤토나이트의 경우에는 모오데나이트, 상대적으로 $SiO_2$ 함량이 낮은 벤토나이트에서는 휼란다이트를 수반하기도 한다. 모오데나이트가 수반될 경우에는 단백석이 많이 함유되는 것이 특징이다. 주사전자현미경 관찰에 의하면, 제올라이트질 벤토나이트에서는 이들 변질 광물들, 특히 몬모릴로나이트와 제올라이트 광물들이 서로 미세분대되지 않고 대개 혼재되는 양상을 보이는 것이 특징이다. 제올라이트질 벤토나이트는 비교적 규산 성분이 농집된 공극수 조건과 pH의 오르내림이 반복되는 알칼리 환경 하에서 생성된 것으로 여겨진다. 또한 이 벤토나이트는 제올라이트를 함유하지 않는 통상적인 벤토나이트에 비해서 전반적으로 높은 희토류 원소 함유도를 나타낸다. 제올라이트질 벤토나이트의 이 같은 화학적 특징은, 산출상태 및 광물상에서의 특징과 더불어, 이벤토나이트의 성인을 단순히 속성작용의 결과로만 해석하기 어렵고 일부 벤토나이트들에 대해서는 열수변질에 의한 영향을 배제할 수 없음을 시사하는 것으로 여겨진다.