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한국광물학회 한국광물학회 2018 한국광물학회지 Vol.31 No.3

Mg 규산염 및 (수)산화물에 대한 제일원리 내각준위 흡수 스펙트럼 계산 연구

손상보 ( Sangbo Son ),권기덕 ( Kideok D. Kwon ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2021 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.34 No.2

마그네슘(magnesium; Mg)은 탄산염 광물이 침전된 과거의 환경 조건을 유추하기 위한 지화학 지시자로 활용되어오고 있다. Mg를 신뢰도 높은 지화학 지시자로 활용하기 위해서는 Mg의 화학종을 근거로 한 Mg의 광물 함유 기작이 반드시 규명되어야만 하며, 관련 실험 연구들은 주로 고해상도(high resolution)의 방사광가 속기(synchrotron) X-선 흡수 분광(X-ray absorption spectroscopy; XAS) 기법을 통해 Mg의 화학종을 유추한다. 그러나, Mg가 미량 함유된 광물의 XAS 스펙트럼 해석의 높은 불확실성 때문에 화학종 유추가 어려운 경우가 많다. 양자역학 밀도범함수이론(density functional theory; DFT)은 결정구조에 대한 흡수 스펙트럼을 예측할 수 있기 때문에, XAS 스펙트럼 해석의 불확실성을 줄일 수 있다. 이번 논문에서는 DFT 기반의 제일원리 내각 준위 분광법(ab initio core-level spectroscopy method)을 통해 Mg 규산염 및 (수)산화광물에 대한 Mg K-edge 흡수 스펙트럼을 계산하여 Mg의 배위 결합 환경을 나타내는 구조 인자와의 상관관계를 분석하였다. 계산 결과, DFT 계산으로 얻은 Mg 규산염 및 (수)산화물의 이론 Mg K-edge 흡수 스펙트럼은 기존 XAS 실험으로 얻어진 스펙트럼의 주요 형태를 상당 부분 재현해낼 수 있었다. 계산으로 얻은 광물의 제일원리 Mg K-edge 흡수 스펙트럼의 흡수-끝(absorption edge)과 평균 Mg―O 결합거리 및 Mg 유효배위수를 비교 분석한 결과, 약한 양의 상관관계를 보여주었다. 이번 연구 결과는 DFT 계산이 다양한 광물 내 Mg의 화학종에 대한 표준 스펙트럼 세트를 제공할 수 있는 강력한 도구임을 보여주며, 추후 탄산염 광물에 함유된 정확한 Mg의 화학종을 동정하는데 DFT 계산이 큰 역할을 할 수 있음을 제시한다. Magnesium (Mg) present in carbonate minerals as impurities has been used as a geochemical proxy to infer the environmental conditions where the minerals precipitated. The reliability of Mg geochemical proxies requires fundamental understanding of Mg incorporation into minerals based on accurate speciation of Mg²⁺ in the crystal structure, which is determined mainly by application of X-ray absorption spectroscopy (XAS). However, high uncertainties are involved in interpreting the XAS spectra of minerals containing trace amount of Mg²⁺. Because density function theory (DFT) can predict an XAS spectrum for a crystal structure, DFT calculations can reduce the uncertainties in the interpretation of the XAS spectrum. In this study, we calculated ab initio Mg K-edge absorption spectra of Mg silicates and (hydr)oxides based on DFT and analyzed the correlation between the calculated spectra and Mg structural parameters. Our ab initio Mg K-edge absorption spectra well reproduced the key features of the experimental spectra. The absorption-edge positions of the calculated spectra showed the weak positive correlation with the average Mg―O bond distance or Mg effective coordination number. The current study shows that DFT-based core-level spectroscopy method is a powerful tool in providing standard Mg K-edge spectra of diverse Mg minerals and determining the Mg chemical species within carbonate minerals.

기술동향 : 한국의 광산물 HSK Code 개정방안 연구

이화석 ( Hwa Suk Lee ),김유정 ( Yu Jeong Kim ) 한국광물학회 2014 광물과산업 Vol.27 No.-

본 연구에서는 법정광물 및 정부비축광물을 대상으로 HSK Code 개정(안)을 수립하였다. 법정 광물 중 리튬 광, 희토류 광, 사문석, 연옥, 비축 대상 광종 중 인듐 괴, 페로텅스텐, 안티모니 괴, 셀렌 그래뇰, 갈륨, 산회란탄, 탄산세륨 등의 경우 타 품목과 혼합되어 HSK Code가 부여되어있어 세부 품목별로 정확한 무역통계를 파악하기가 어렵다. 또한 현재의 HSK Code분류체계에서는 대략적인 품목의 명칭 정도만을 확보할 수 있을 뿐 용도, 규격, 성분, 타입 등 보다 구체적인 품목에 대한 정보는 확보하는기가 어려운 상황이다. 법정광물, 정부비축 등 국가적 차원에서 관리되고 있는 광물자원에 대해서는 정확한 통계적 데이터 구축을 위해 품목분류를 세분화하여 단독으로 HSK Code를 관리하는 것을 원칙으로 하였다. 단, 국제 공통기준 (HS Code 6단위)을 준수하는 범위 내에서 개정안을 마련하였으며, 수입규모가 일정규모이상(금액기준: 5천만불 이상, 물량기준: 5천톤 이상)인 품목을 개정 대상으로 선정하였고 HSK Code간 Hierarchy의 균형을 고려하였다. In this study, a proposal for revision of HSK Code was established on legally designated minerals and national stockpile minerals. It is difficult to exactly identify trade balances of minerals, such as lithium ore, rare earth ore, serpentine, kidney stone in legally designated minerals and ingot of indium, ferro-tungsten, ingot of antimony, granule of selenium, gallium, lanthanum oxide, cerium carbonate in national stockpile minerals because HSK Codes of them were not allocated separately. Furthermore, specific use, standard, component, type of products cannot be exactly identified in current HSK Code system Therefore, it is makes rule to separately manage minerals which were managed by government such as legally designated minerals and national stockpile minerals. However, a proposal for revision of HSK Code system was established to comply with international standard(HS Code) and the items over a certain size(amounts : over 50 mil.$, volumes : over 5000 ton) were selected as revised subjects. Moreover hierarchies between HSK Codes were considered.

충남 청양군 비봉광산 사문암체의 산상과 구성광물

박기남 ( Gi Nam Park ),황진연 ( Jin Yeon Hwang ),오지호 ( Ji Ho Oh ),이효민 ( Hyo Min Lee ) 한국광물학회 2012 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.25 No.1

우리나라에는 약 6개소의 사문석광산이 존재하였으며, 그 중에 최근까지 채굴되었던 충남지역 의 비봉광산에 대하여 구성광물의 산출상태, 특성 및 성인을 검토하였다. X-선회절분석, X-선형광분석, 주사현미분석, 전자현미분석, 적외선분광분석, 편광현미경관찰 등을 통하여 사문석의 광물학적 특성을 조사하였다. 비봉광산의 사문암체는 선캠브리아기의 변성퇴적암을 관입한 형태로 소규모로 분포하여 나타나며, 사문석, 포스터라이트, 휘석, 투각섬석, 자철석, 녹니석, 운모, 활석, 돌로마이트 등의 다양한 광물들이 산출되었다. 사문암체의 광물조합은 크게 A) 사문석-포스터라이트, B) 사문석, C) 사문석-녹니석(버미큘라이트), D) 사문석-투각섬석, E) 투각섬석-녹니석의 5가지로 구분되어 나타났다. 사문석-광물은 리자르다이트와 안티고라이트가 주로 포함되며 크리소타일은 일부 부분적으로 포함되어 산출되는 것으로 나타났다. 사문암체의 구성광물과 그 산출상태로 보아 포스터라이트를 주성분으로 하는 초염기성암의 열수변질작용에 의해 사문석이 형성되었으며, 그후 2차적인 열수작용에 의해 녹니석과 투각섬석 등의 변질광물이 형성된 것으로 나타났다. Six serpentine mines are found in South Korea. We investigated occurrence, characteristics and origin of constituent minerals of Bibong serpentine mine in Chungcheongnam-do. We also analyzed the properties of serpentine minerals using XRD, XRF, SEM/EDS, FT-IR, EPMA and polarized microscope. The serpentinite of Bibong mine occurs as intruded body within the Precambrian metasedi-mentary rocks. Various minerals such as serpentine, forsterite, pyroxene, tremolite, magnetite, chlorite, mica, talc and dolomite are occurre. Five distinctive mineral assemblage types are observed in the serpentinite: (A) serpentine-forsterite, (B) serpentine, (C) serpentine-chlorite (vermiculite), (D) serpentine-tremolite, (E) tremolite-chlorite. Lizardite and antigorite are mainly occurred as serpentine minerals and chrysotile is partly included. From the study of mineral compositions and occurrence of serpentinite body, serpentine formed by hydrothermal alteration of ultramafic rock consisting mainly of forsterite, and altered minerals such as chlorite and tremolite subsequently formed by secondary hydrothermal alteration.

경남 고성군 판곡리 황토 현탁액의 구리 흡착 특성

조현구,박수자,추창오 한국광물학회 2004 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.17 No.3

구리 흡착 실험과 MINTEQA2 및 FITEQL3.2 컴퓨터 프로그램을 이용하여 고성군 판곡리에서 산출되는 황토 현탁액의 구리 흡착 특성을 연구하였다. 구리 흡착 실험은 pH, 구리 용액의 양, 전해질의 이온 세기를 변화시키면서 실시하였고, 구리의 농도는 유도결합플라즈마분광분석기를 사용하여 분석하였다. 첨가하는 구리 이온의 양과 pH가 증가할수록 흡착되는 구리 이온의 양도 증가한다. 특히 pH가 5.5에서 6.5로 변할 경우 급격한 흡착률의 증가가 있으며, pH 7.5에서 거의 100% 흡착된다. 배경 전해질의 이온 세기에 영향을 받지 않는 것으로 보아 구리 이온은 황토 표면과 내부권 복합체(inner-sphere complex)로써 아주 강한 화학적 결합을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. MINTEQA2 프로그램을 이용하여 구리의 화학종 분포를 계산한 결과, pH가 증가함에 따라 Cu^(²+)의 농도는 점점 감소하고 Cu(OH)₂농도는 점점 증가한다. FITEWL3.2 프로그램을 이용하여 황토의 표면을 규산염 광물 자리와 산화염 광물 자리로 나눈 two sites-three pKas 모델을 적용하여 흡착 양상을 모델링한 결과, 구리 용액의 부피가 2~6 mL인 경우 구리 흡착 평형 상수 값을 도출할 수 있었다. 철산화염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 양은 pH 4.5~6.5 범위에서 급격한 흡착 양상을 보이다가 그 이상 pH에서는 흡착되는 양이 조금씩 밖에 증가하지 않는다. 규산염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 양은 구리 용액의 양이 적을 때는 미약하다가 구리 용액의 양이 커질 경우 그 양이 많아진다. 침전에 의하여 제거되는 구리의 양은 광물 표면 자리에 흡착되는 양과 비교하면 아주 적다. 구리 이온에 대한 흡착 친화도는 규산염 광물보다는 철산화염 광물이 더 큰 것으로 판단된다. Adsorption behavior of Cu onto Hwangto, from Pankok-ri, Kosung-gun, suspension was studied using Cu batch adsorption experiment and computer program MINTEQA2 and FITEQL 3.2. The sorption of copper was investigated as a function of pH, copper concentration and NaNO_₃background concentration (0.01 and 0.1 M). The concentration of copper was analyzed using ICPAES. The sorption of copper onto Hwangto suspension increased with increasing pH and copper concentration. The adsorption percentage of copper drastically increased from pH 5.5 to 6.5, and reached nearly 100% at pH 7.5. Because the amount of copper solution and the ionic strength of background electrolyte may not affect the sorption of copper onto Hwangto, the copper ion may be combined at the surface of Hwangto as an inner-sphere complex. Using the MINTEQA2 program, the speciation of copper was calculated as a function of pH and copper concentration. Hie concentration of Cu^(²+) decreased and that of Cu(OH)₂increased with increasing pH. The uptake of copper in the Hwangto suspension was simulated by FITEQL3.2 program using two sites-three pKas model, which is composed of silicate reaction site and Fe oxide reaction site. The copper absorption reaction constants were calculated in the case of 2~6 mL of copper solution. The Fe oxide reaction site rapidly adsorbs copper ion between pH 4.5~6.5. Silicate reaction site adsorbs little copper ion at low copper concentration but much at high copper concentration. The removal amount of copper by precipitation was negligible in comparison with that of adsorption. The Fe oxide reaction site may has higher adsorption affinity of copper ion than silicate reaction site.

국내 석회동굴(고씨동굴, 백룡동굴, 성류동굴)에 분포하는 박쥐 구아노의 광물학적 특성

공달용 ( Dal Yong Kong ),이성주 ( Seong Joo Lee ),전창표 ( Chang Pyo Jun ),김영규 ( Yeong Kyoo Kim ) 한국광물학회 2012 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.25 No.3

동굴 속에서 박쥐 배설물에 의하여 형성된 구아노에는 쇄설성 광물과 더불어 배설물 내의 성분과 주변 암석과의 반응 등을 통하여 생성된 다양한 황산염 및 인산염 광물들이 존재한다. 따라서 이러한 광물들의 연구는 광물형성에 영향을 미치는 동굴 내 지구화학적 환경에 대한 기본적인 정보를 제공한다. 본 연구는 국내의 대표적인 세 석회동굴에서 구아노의 시료를 채취하여 이들에 대한 광물학적 특성과 화학 성분 비교를 통하여 동굴 내 구아노를 구성하는 기본적인 광물 성분을 밝히고 이들의 특성에 영향을 미치는 인자를 도출하고자 실시되었다. 연구 결과 고씨동굴의 경우 채취된 시료에서 운모, 석영, 장석과 같은 쇄설성 광물과 더불어 많은 양의 석고가 함께 산출되었다. 석고의 양은 하부로 갈수록 증가하며 이것은 백룡동굴과 석류동굴과는 다른 특징이다. 백룡동굴의 시료는 쇄설성 광물로 카올리나이트를 추가적으로 포함하며 상대적으로 매우 적은 양의 석고를 포함한다. 성류동굴 시료의 경우 쇄설성 광물의 성분은 고씨동굴과 같으나 석고 대신 바사나이트가 미량으로 관찰된다. 이러한 광물의 분포는 구아노 시료의 화학분석 결과와 일치한다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때 고씨동굴에서는 많은 양의 박쥐 배설물로부터 상대적으로 습도가 높거나 홍수가 자주 일어나는 환경에서 이차광물이 형성되었음을 의미한다. 또한 성류동굴의 경우는 비교적 건조한 환경에서 생성되는 바사나이트의 존재로 미루어 볼 때 다른 동굴에 비하여 상대적으로 건조한 환경에서 생성되었음을 지시한다. The guano formed from the bat excrement in a cave contains various sulfate and phosphate minerals formed from the reaction of bat excrement with surrounding rocks and clastic minerals. Therefore, the mineral compositions in the guano provide basic informations on the geochemical environments affecting mineral formation in a cave. This study was conducted to study the mineral compositions of guano and the factors affecting those compositions by comparing mineralogical and chemical compositions in three different limestone caves in Korea. The guano samples in Gossi Cave contain detrital minerals such as illite, quartz and feldspar and relatively large amount of gypsum. The contents of gypsum increase with increasing depth, which is different from the samples collected in other caves. The samples collected from Baekryong Cave have the similar mineral compositions to those in Gossi Cave, but they also contain additional kaolinite and very small amount of gypsum. The samples in Sungryu Cave have similar mineralogical compositions to those in Gossi Cave, but contian bassanite instead of gypsum. The mineralogical compositions are well correlated with the chemical compositions of guano. The mineral compositions indicate that, in Gossi Cave, the minerals were formed by the reaction of large amount of bat excrement with surrounding rocks in high humidity condition or in the condition of frequent floods. In the case of Sungryu Cave, bassanite which can be formed in a dry condition indicates that minerals were formed in a relatively low humidity condition.

국내산 고품위 석회석의 광물상 및 광물특성에 관한 응용광물학적 연구

노진환,오성진,김경진 한국광물학회 2004 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.17 No.4

국내산 고품위 석회석은 그 지질 배경과 광상 유형에 따라 (1) 제천-단양 지구, (2) 삼척-태백-정선 지구 및 (3) 울진-안동 지구의 유형들로 구분된다. 제천-단양 지구에서 산출되는 석회석을 제외 한 대부분의 국내산 고품위 석회석들은 석회암이 열수변질작용과 열변성작용을 받아 재결정되고 Ca이 부화된 양상을 이룬다. 국내산 고품위 석회석은 광물조성, 화학조성, 결정도 및 광물상의 차이에 따라 결정질 석회암형, 대리암형, 미정질 및 거정질 방해석 유형으로 구분된다. 이들에 대해 응용광물학적 관점에서 그 조성과 특성을 밝히기 위한 체계적인 시험 및 분석이 이루어졌다. 제천-단양 지구의 고품위 석회석들은 외견상 원암에 가까운 결정질 석회암 유형으로서, 낮은 결정도와 세립질 조직, 비교적 높은 CaO 함량(51~54 wt.%) 및 낯은 백색도의 광석 특성을 갖는다. 삼척-태백-정선 지구에서 산출되는 미정질(대개 0.2~0.3 ㎜) 및 거정질(2~15㎝) 고품위 석회석은 전형적인 열수변질형 광석으로서, 결정도에서 유형별로 서로 현격한 차이를 보이고 다소 편차가 심한 CaO 함유도(50~55 wt.%) 및 높은 백색도를 보이는 것이 특징이다. 특히 이 지역의 주된 광체인 미정질 방해석형 광석은 미세하고 균일한 결정도와 보다 균질한 조성(대개> 52 wt.%)을 이룬다. 울진-안동 지구의 변성퇴적암류에서 산출되는 석회석들은 그 광상 유형파 산출상태에 따라 품위와 품질 면에서 현격한 차이를 보인다. 이 같은 국내산 고품위 석회석의 광물특성과 화학조성상의 특징에 의거하여 지역별로의 광석 유형에 따라 적절한 개발 용도를 제시하였다. Locality of domestic high-Ca limestones can be divided into three districts, i.e., (1) the Jecheon-Danyang area, (2) the Samcheok-Taebaek-Jungsun area, and (3) the Uljin-Andong area, in accordance with their geologic background and type of the deposits. Except for some crystalline limestones from the Jecheon-Danyang area, domestic high-Ca limestones were mostly recrystallized and Ca-enriched by the effects of hydrothermal alteration and/or thermal metamorphism. The limestones can be also divided into crystalline limestone type, marble type, micro- and mega-crystalline calcite types on the basis of their composition, crystallinity, and mineral facies. An applied-mineralogical characterization of the high-Ca limestones was done through the systematic analyses and tests for the limestones. The high-Ca limestones from the area (1), which are megascopically close to the original limestone in lithology, display lower whiteness, higher contents of CaO (51~54 wt.%), low crystallinity, and fine-grained texture. Two typical hydrothermal types of the high-Ca limestones from the area (2), i.e., micro- (mostly 0.2~0.3 ㎜) and mega-crystalline (2~15 ㎝) calcite types, have comparatively higher whiteness and rather variable CaO contents (50~55 wt.%) with exhibiting quite different crystallinity each other. The micro-crystalline calcite type is especially dominant in this area, and has comparatively uniform crystallinity and homogeneous composition. Compared to these limestones, the high-Ca limestones from the area (3) show remarkable differences in grade and quality according to their types of deposit and occurrence. Based on these mineral characters and chemical composition, a possible scheme for industrial uses of the domestic high-Ca limestones was suggested.

북극 척치해 아라온 마운드 퇴적물의 기원지에 관한 연구

장정규 ( Jeongkyu Jang ),구효진 ( Hyojin Koo ),조현구 ( Hyengoo Cho ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2021 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.34 No.1

북극해는 기후 변화에 따라 북극의 해빙과 빙상의 분포가 달라지며 쇄설성 퇴적물 내 광물의 특성이 변화한다. 따라서 해빙이나 빙산에 의해 운송된 해양 퇴적물을 연구하는 것은 지구 기후 변화를 이해하는 데에 매우 중요하다. 본 연구에서는 척치해저고원의 아라온 마운드에서 채취한 4개의 중력코어와 아라온 마운드 사이 사면에서 채취한 1개의 중력코어를 사용하여, 벌크광물조성, 점토광물조성, 빙운쇄설물 연구를 통해 쇄설성 퇴적물의 기원지를 알아보고 이를 바탕으로 서북극해의 고환경 변화를 재구성하였다. 코어 퇴적물들은 갈색, 회색, 녹회색을 띠며 서북극해에서 나타나는 간빙기/빙기 순환에 따른 퇴적물 색의 특성을 잘 나타내고 있다. 척치해저고원에서 획득한 코어 퇴적물을 광물 특성과 주변에서 수행된 기존 연구와 비교하여 총 3개의 유닛으로 구분하였다. 최후빙기극대기에 퇴적된 유닛 3 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강과 인디기르카 강 퇴적물들이 동시베리아해 대륙붕에 퇴적된 후, 해빙이나 해류에 의해 유입된 것으로 보인다. 퇴빙기에 해당하는 유닛 2 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강, 인디기르카 강, 보퍼트해로 유입되는 맥켄지강과 캐나다 군도로부터 함께 공급된 것으로 보이며, 로렌타이드 빙상의 융해에 의하여 다량의 빙운쇄설물들이 유입되었다. 간빙기 퇴적물인 유닛 1의 경우, 세립질 퇴적물들은 캐나다 북부와 동시베리아해로부터 해빙과 해류에 의해 공급되었으며, 조립질 퇴적물들은 캐나다 군도로부터 해빙에 의해 유입된 것으로 여겨진다. In the Arctic Ocean, the distribution of sea ice and ice sheets changes as climate changes. Because the distribution of ice cover influences the mineral composition of marine sediments, studying marine sediments transported by sea ice or iceberg is very important to understand the global climate change. This study analyzes marine sediment samples collected from the Arctic Ocean and infers the provenance of the sediments to reconstruct the paleoenvironment changes of the western Arctic. The analyzed samples include four gravity cores collected from the Araon mound in the Chukchi Plateau and one gravity core collected from the slope between the Araon mounds. The core sediments were brown, gray, and greenish gray, each of which corresponds to the characteristic color of sediments deposited during the interglacial/glacial cycle in the western Arctic Ocean. We divide the core sediments into three units based on the analysis of bulk mineral composition, clay mineral composition, and Ice Rafted Debris (IRD) as well as comparison with previous study results. Unit 3 sediments, deposited during the last glacial maximum, were transported by sea ice and currents after the sediments of the Kolyma and Indigirka Rivers were deposited on the continental shelf of the East Siberian Sea. Unit 2 sediments, deposited during the deglacial period, were from the Kolyma and Indigirka Rivers flowing into the East Siberian Sea as well as from the Mackenzie River and the Canadian Archipelago flowing into the Beaufort Sea. Unit 2 sediments also contained an extensive amount of IRD, which originated from the melted Laurentide Ice Sheet. During the interglacial stage, fine-grained sediments of Unit 1 were transported by sea ice and currents from Northern Canada and the East Siberian Sea, but coarse-grained sediments were derived by sea ice from the Canadian Archipelago.

문경 석탄광 배수의 광물 침전 및 미량 원소의 거동 변화

신지환,김영규,박지연,김지우,주지연,황수현,박창윤,백영두 한국광물학회 2022 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.35 No.3

광산배수에서 일어나는 철광물의 침전과 상전이는 배수 내 미량 원소의 거동에 매우 중요한 영향을 미친다. 그러나 주로 침전되는 철광물 중 하나인 페리하이드라이트의 침전과 이와 연관된 배수 내 미량원소의 거동은 거의 연구된 적이 없다. 본 연구는 문경 석탄광에서 발생하는 광산배수에서 pH 변화와 시간에 따른 광물침전 특성을 알아보고 이러한 광물의 침전과 연관된 미량원소의 거동 변화를 연구하였다. 침전되는 광물의 경우 pH 4에서는 침철석이 관찰되었고 pH 6 이상에서는 일부 6-line 페리하이드라이트가 혼재하는 2-line 페리하이드라이트가 주로 동정되었다. 또한 pH 6 이상의 시료에서는 pH가 증가할수록 방해석의 침전이 추가적으로 증가하는 것이 관찰되었다. 침철석의 경우 초기에 배수 내에서 페리하이드라이트로 침전된 후 낮은 pH의 영향으로 이 광물이 짧은 시간 내에 침철석으로 상전이 되었을 것으로 생각된다. 배수 내 미량 원소의 농도는 pH와 시간에 큰 영향을 받고 있음을 보여준다. 시간에 따라 배수 내의 Fe는 철광물의 침전에 의하여 급격한 농도의 감소를 보였는데 배수 내 산화음이온으로 존재하는 As의 경우도 pH 값에 상관없이 Fe와 같이 급격한 농도의 감소를 보였다. 이러한 As의 농도 감소는 주로 페리하이드라이트와의 공침에 의한 것으로 여겨지며 낮은 pH의 배수에서는 침철석의 표면 흡착에 의한 것으로 생각된다. 이와는 달리 Cd, Co, Zn, Ni 등의 미량 원소의 농도는 광물의 종류에 상관없이 pH에 큰 영향을 받으며 pH 값이 낮을수록 배수 내 높은 농도로 존재하였고 pH가 증가할수록 그 농도는 낮아졌다. 이러한 결과는 양이온으로 존재하는 미량원소의 거동의 경우 광물의 종류보다 pH에 따른 광물 표면의 전하 값에 더 큰 영향을 받고 있음을 지시한다.

몽골, 한국, 미국 천연 제올라이트의 특성 비교 분석

바야르사이칸 바트체첵,김후식,김영훈,김정진,임우택,Battsetseg, Bayarsaikhan,Kim, Hu Sik,Kim, Young Hun,Kim, Jeong Jin,Lim, Woo Taik 한국암석학회한국광물학회 2022 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.35 No.2

몽골(6종), 미국(1종), 한국(9종)지역에서 채취한 총 16종의 천연 제올라이트를 X-선 회절 분석, X-선 형광 분석, 열 시차, 열 중량 분석 및 양이온 교환능 분석을 통해 특성분석을 수행하였다. 16종의 시료 모두 두 종류 이상의 광물상이 공존하는 혼합광 형태이며, 주로 클라이놉틸로라이트, 휼란다이트, 모데나이트 및 차바자이트와 같은 광물의 조합으로 이루어져 있으며, 일부 시료에서는 운모 점토광물인 일라이트와 석영과 같은 광물이 불순물로 함유되어 있었다. X-선 형광 분석 결과 16종의 천연 제올라이트는 SiO₂, Al₂O₃, K₂O, CaO, Na₂O, MgO 및 Fe₂O₃ 산화물이 함유되어 있었다. 미국 천연 제올라이트인 U-1 시료가 223.3 meq/100 g으로 양이온 교환능이 가장 높게 나타났으며 몽골 천연 제올라이트에서는 M-6 시료가, 한국 천연 제올라이트에서는 K-1 시료가 각각 166.6 meq/100 g으로 가장 높게 나타났다. 열시차 및 열중량 분석 결과 16종의 시료 모두 600℃까지 열적으로 안정성이 우수한 것을 확인 하였다.