본 연구에서는 꼬막(cockle), 전복(abalone), 가리비(scallop) 패각을 이용하여 중금속 제거효율 평가를 수행하였다. 꼬막, 전복, 가리비의 주 구성광물은 각각 아라고나이트, 아라고나이트와 방해석, 방해석으로 구 성되어 있다. 각 패각들의 비표면적은 2.7241 m2/g에서 4.5481 m2/g까지 다양하며 가리비 > 전복 > 꼬막이다. 반응 후 중금속 분석 결과 As는 패각에 의한 흡착이나 pH 상승에 의한 침전 제거 효과가 나타나지 않았다. 납은 반응 초기에 모든 패각 시료에서 모두 제거되었다. 카드뮴과 아연은 매질에 따라 약간의 차이가 있지만 제거 효율은 가리비 > 전복 > 꼬막 순으로 나타났다. 중금속 제거 효율은 가열 시료가 원시료 비해 약간 높 으며, 비표면적이 클수록 높은 경향이 있다.

최근 남북한 사이에 화해의 분위기가 무르익어가고 있으므로, 미래에 발생할 한반도 통일을 대비하는 관점에서 남북한 사이의 광물명을 통일하여 사용하는 것이 절실히 요구되고 있다. 외래어 표기법에 다른 언어에서 빌려온 어휘를 한글로 표기하는 규정이 있음에도 불구하고 광물명의 경우 이를 준수하지 않고 같은 외래어 광물명에 대하여 다양한 용어를 사용하고 있으므로 외래어 표기법에 맞도록 통일해야 한다. 금속광물과 비금속광물 모두에 ○○○석을 사용하고, 외래어 표기법 용례 찾기에 포함된 약 70개의 광물명은 용례 찾기에 나와 있는 대로 표기하고, 인명이나 지명에서 유래한 광물명은 인명이나 지명 + 석으로 표기할 것을 제안한다.

본 연구는 강원도 도계광업소 수계에 발생한 적갈색침전물을 대상으로 침전환경을 파악하고, 중금속함량, 광물조성 및 그에 따른 분광학적 특성을 분석하였다. 적갈색침전물의 pH 범위는 7.59-7.94로 침전환경은 중성에 해당한다. X선형광분석 결과 철이 평균농도보다 높게 검출되었으며, 니켈, 구리 및 아연의 오염도가 높은 것으로 판명된다. X선회절분석 결과 돌로마이트, 방해석, 침철석, 자철석, 고령토, 엽납석, 석영 및 알루미늄 이소프로폭사이드의 광물이 확인되었다. 중금속 오염에 따른 분광학적 특성을 분석한 결과, 중금속함량이 증가함에 따라 가시광선 영역에서는 반사도가 증가하는 추세를, 적외선 영역에서는 반사도가 감소하는 추세를 보인다. 적갈색침전물의 분광특성은 침철석, 자철석, 고령토, 엽납석 및 알루미늄 이소프로폭사이드에 의해 발현되는 것으로 판단된다.

본 연구는 acid bake-water leaching system (AWS)를 이용하여 Au 정광으로부터 경제적이고 친환경적인 유용금속 용출을 위하여 황산염 용매제의 적용성을 파악하는 것이다. AWS 실험은 전기로를 이용하여 다양한 baking 온도(100℃~500℃)와 황산염 용매제(H2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4, MgSO4, CaSO4) 조건에서 수행하였다. Baking 온도가 400℃까지 증가할수록 유용금속의 용출률은 증가하였다. 용출시간에 따른 AWS 실험결과, 최대 용출률 조건은 (NH4)2SO4 용매제이었다. 본 연구를 통하여 (NH4)2SO4 용 매제가 AWS를 이용한 유용금속 용출에 있어 효과적인 용매제로 사용가능함을 입증하였다.

중금속에 의한 토양 오염이 국가적인 환경문제로 대두되면서 오염된 토양의 정화 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 최근 (구) 장항제련소의 중금속 오염부지에 대한 1차 정화사업이 완료되었고, 2차 사업이 진행되면서 토양세척기술이 가장 현실적인 중금속 오염 토양을 정화할 수 있는 기술로 인식되고 있다. 그러나, 토양세척공정은 75μm 미만의 미세토양에 대해서는 중금속의 화학적 추출이 거의 일어나지 않는다고 알려져 있어, 논토양과 같이 미세토 함량이 높은 부지에 대해서는 적용하더라도 그 효율이 낮아 폐기물로 버려지는 토양의 양이 많은 실정이다. 이에 본 연구에서는 미세토양에서 중금소의 추출 효율을 높이기 위해 중금속이 토양에서 어떠한 결합형태를 가지고 있는지와 중금속의 광물학적 특성을 고려하여 새로운 토양세척 공정을 제안하였다. 결합형태 분석을 통해 토양과 중금속의 결합강도에 대한 정보를 알 수 있으며, 기기분석을 통한 중금속의 광물학적 특성 분석을 통해 해당 중금속의 용해도에 대한 정보를 확인할 수 있다. 이 연구를 통해 제안된 공정을 비소, 납, 아연과 같은 중금속 오염 토양의 실험실 규모 정화에 적용하여 처리 효율 평가하였다. 비소의 경우 미세토만을 대상으로 실험한 결과 우려기준 이내로 정화할 수 있음을 확인하였다.

석탄화력발전 부산물인 석탄회의 희유 금속 재활용을 위한 기반 연구로서 9개 발전소의 석탄회를 대상으로 화학적 및 광물학적 특성을 분석하였다. 석탄회의 희유원소 화학조성은 전반적으로 셰일의 평균 조성과 부합하며, 국외 석탄회와 차이도 거의 없다. 그러나 국산 무연탄 비산재와 수입 유연탄 비산재는 무기원소 조성에서 약간의 차이가 있으며, 무연탄 비산재의 미연 탄소 함유량이 매우 높다. 바닥재와 비교하여 친황원소들이 비산재에 부화되는 경향이 있다. 규산염 유리가 주요 고상이며, 석영, 일라이트(백운모), 멀라이트, 자철석, 생석회, 경석고가 광물로 함유되어 있다. 규산염 유리는 Al과 Si가 주성분이고, Ca, Fe, K, Mg가 다양한 비율로 함유되어 있다. 규산염 유리는 다공성 구형 또는 비정형 부석질 입자들이며, 흔히 잔존 광물이나 산화철구, 또는 다른 유리입자들과 융접되어 있다. 산화철구 입자는 급속 성장한 산화철 미세 입자와 유리 기질로 구성되어 있다. 석탄회로부터 유가 금속 재활용을 위해서는 이상의 화학조성, 미세조직, 광물학적 특성들이 고려되어야 한다.

국내 강원광산과 동해광산 주변 토양입자의 이화학적 광물학적 특성을 이용해 이들 광산주변내 토양 중금속 오염 원인을 규명하고자 하였다. 입도에 따른 중금속의 농도를 분석한 결과 강원광산의 경우 가장 큰 입경군인 10~18 mesh 구간에서 비소가 250.5 ppm, 가장 작은 325 mesh 이하 구간에서 445.7 ppm으로 나타났다. 동해광산의 경우에도 마찬가지로 10~18 mesh 구간에서 비소 70.4 ppm, 납 1,055 ppm, 아연 789.9 ppm으로 나타났으며 325 mesh 이하 구간에서 비소 117.7 ppm, 납 2,295 ppm, 아연 1,346 ppm으로 입도가 작아질수록 농집되는 경향을 보였다. 중금속과 토양 내 광물의 상호작용을 분석하기 위해 물리적 선별(자력, 부유선별) 후, 이들 시료에 대한 X-선 회절분석과 주사전자현미경 분석결과 강원광산 시료의 주 구성광물은 석영, 운모, 조장석, 녹니석, 자철석, 각섬석으로 확인되었으며 동해광산 시료에서는 석영, 운모, 고령석, 녹니석, 각섬석, 금홍석이 주 광물들로 나타났다. 강원광산의 자철석은 비소 농도와의 상관성이 매우 좋은 것으로 나타난 반면, 동해광산 시료에서는 티탄철석이 확인되었으며 미량의 비소를 포함하는 것으로 나타났다. 이 같은 결과들은 토양 내 광물의 이화학적 정보와 광물학적 특성 규명이 토양 오염원 형태와 이를 바탕으로 한 토양환경 오염처리에 매우 중요함을 시사하고 있다.

많은 미생물들이 수용성 망간이온(Mn2+)을 불용성인 산화망간(Mn4+) 광물로 산화 침전시키는데, 이와 같은 생물학적 산화반응은 비생물학적 산화반응보다 훨씬 빠르게 일어난다. 이처럼 미생물에 의해 생성된 바이오 산화망간 광물은 표면의 강한 흡착성과 산화환원 반응을 통해 생지구화학 순환과 환경오염물질의 생물흡수도에 큰 역할을 한다. 본 논평은 양자역학의 밀도범함수 이론에 바탕을 둔 전산모사를 이용하여 산화망간 광물 표면의 독성금속 흡착의 자세한 기작과 망간원자 빈자리의 광화학적 역할을 새롭게 밝힌 최근 연구결과를 소개한다.

경남 고성군에 위치한 삼산제일 광산은 28만 톤으로 추정되는 광미로부터 기인된 것으로 판단되는 인근 주민들의 이타이이타이 증세가 사회적으로 문제가 된 바 있으며 이에 대한 다양한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 광미 매립지의 두 장소에서 매립 심도별로 채취된 광미시료에 대하여 광물학적 분석 및 지구화학적 분석을 통하여 이들이 중금속 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. NN과 SN 두 지점에서 약 1 m 정도의 심도로 깊이별로 시료를 채취하였으며 NN 지점은 깊이가 깊어질수록 pH가 감소되는 양상을 보여주었다. SN 지점의 경우 깊이에 따라 pH의 변화가 거의 없었다. XRD 분석 결과 본 광미 시료의 주 구성광물은 석영, 미사장석, 백운모, 녹니석으로 거의 비슷한 산출 상태를 보였으며, 부수적으로 석고가 동정되었다. 분석한 4개의 시료에서 동정된 구성광물들은 거의 유사하나 NN 지점의 경우 방해석이 거의 동정되지 않았고, pH 4 이하의 산성토양 혹은 산성광산배수에 서 형성되는 자로사이트가 부수적으로 동정되었다. SN 지점은 상대적으로 방해석 함량이 많음이 관찰되었고 황철석도 동정되었다. 따라서 이러한 pH 변화에 영향을 주는 것은 방해석의 존재 및 이의 용해에 의한 완충작용으로 판단된다. 광미에 포함되어 있는 중금속의 함량은 전반적으로 Cu > As > Zn > Pb > Co > Cr > Ni > Cd의 순으로 나타났다. 두 지점의 중금속 함량은 pH의 변화에 밀접한 관련이 있은 것으로 나타나며 특히 양이온으로 존재하는 Cd와 Co의 경우 pH가 낮은 NN 지점에서 상대적으로 많은 함유량을 보이며 산화음이온으로 존재하는 Cr과 As의 경우 상대적으로 pH가 높은 SN 지점에서 함유량이 많은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구지역의 중금속의 거동은 광미에 포함되어 있던 방해석에 의한 pH 완충작용에 주로 영향을 받고 있음을 보여준다.

경주 황성동 목곽 2호묘에서 3세기 중후반대에 제작된 것으로 추정되는 말각 장방형의 단조 철부가 출토되었다. 이 철부의 재질은 금속광택에 밝은 회백색을 보이며 연한 크림색조를 나타냈으며, 광학적 성질은 자철석 또는 자연철의 특징과 거의 유사하다. X-선 회절분석 결과, 자철석과 침철석만이 검출된 것으로 보아 단조철부의 제작에 이용된 원광석의 조성과 조직이 그대로 보존되었음을 반영하고 있다. 철부의 내부에서는 미립의 내포물이 불규칙하게 산출되었다. 이는 철부의 원광석에 수반되었던 석영, 방해석, 운모, 자철석, 각섬석, 중석광물, 휘석 및 감람석 등이 열처리 과정에서 제거되지 않은 불순물인 것으로 판단된다. 이 철부는 전반적으로 페라이트와 시멘타이트가 공존하는 펄라이트 조직을 보이며, 탄소의 함량은 비교적 높으나 균질하게 분포하는 부분이 있는 것으로 보아, 거의 순철에 가까운 소재로 성형한 후에 침탄이 이루어 진 것으로 추정된다. 이 철부의 산출상태와 수반 내포물로 보아 원광석은 울산광산에서 생산된 자철석이 이용되었을 가능성이 있다. 원광은 저온환원법에 의해 생산된 괴련철인 것으로 해석되며, 공석온도인 727℃ 부근에서 성형이 이루어진 것으로 판단된다.

본 연구는 낙동강의 주요 지류인 금호강에 대하여 하상퇴적물의 광물학적 성분을 밝히고 이와 더불어 퇴적물에 포함된 중금속의 농도를 파악하여 이에 미치는 영향 등을 알아보고자 수행되었다. 금호강의 경우 유하거리가 짧지만 유하하는 동안 암상 및 산업지대의 변화가 뚜렷하여 퇴적물내 중금속의 농도에 영향을 미치는 지질학적 및 산업활동에 의한 요인들을 알아보기에는 좋은 연구대상이다. 하천퇴적물을 이루고 있는 광물로는 석영, 알바이트 사장석 등이 주요 조암광물을 이루고 있었으며 이외 정장석, 미사장석, 각석섬 등이 소량으로 동정되었다. 점토광물로는 일라이트, 녹니석, 카올리나이트 등이 같이 산출되었다. 상류에서 하류로 가면서 화산암에서 퇴적암으로 암상이 변하지만 전체적인 광물의 종이나 양에 있어서는 뚜렷한 변화를 보이지 않고 있어 모암의 영향은 거의 없는 것으로 보인다. 중금속의 경우 함유량에 있어서 Zn > Pb > Cu > Ni > Cr > Co > Cd의 순서로 나타났다. 상류에서 하류로 가면서 시료채취지점별로 농도의 증감을 보이며 Pb를 제외하고는 전체적으로 증가하는 것으로 나타났다. 부분적인 농도의 증가는 오염원으로부터 유출된 중금속을 포함하는 지천의 영향을 주로 받는 것으로 나타났으며 광물의 성분의 변화가 없음에도 이러한 변화를 보이는 것은 대체로 광물의 영향보다는 오염원의 영향이 더 큰 것으로 보인다. Pb와 Ni의 경우를 제외하고는 과거의 오염원에 의하여 현재까지 퇴적물에 부화되어 있는 것으로 판단된다.

이 논문은 온산공업단지 내 화강암의 풍화 및 토양화 과정, 그리고 토양 내 중금속 오염과 토양 광물간의 관계에 관한 연구이다. 프로화일 연구를 위해 각 깊이별로 토양시료를 채취하여 각 샘플에 대한 실험분석을 실시하였다. X선 회절분석 결과 주 구성 점토광물은 캐올린 광물과 버미큘라이트, 그리고 미량의 일라이트이다. 포름아마이드 처리를 통해 프로화일 내 토양 중의 캐올린 광물의 종류에 대해 분석한 결과 프로화일 하부에 존재하는 캐올린 광물은 대부분 할로이사이트 임이 밝혀졌으며, 지표면으로 갈수록 상대적으로 캐올리나이트에 대한 할로이사이트의 양이 감소하는 경향을 보이는데, 이는 상부로 갈수록 할로이사이트에서 캐올리나이트로의 전환이 이루어지고 있음을 의미한다. 110℃, 300℃, 550℃ 열처리를 한 결과 X선회절분석 그래프 상의 10 a에서 14 a 사이의 피크가 분화된 형태를 보여주는 것이 관찰된다. 이는 시료상에 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트가 존재함을 지시한다. 이것은 구연산나트륨 처리실험을 통해 버미큘라이트 층간 불순 알루미늄 이온을 추출하여 원형상으로 전환시킴으로써 열처리시 14 a피크가 다시 10 a으로 변화하는 것을 관찰함으로써 재확인하였다. 토양의 수소이온농도 분포 양상이 하부에서 3.9, 상부에서 3.6으로 상부로 갈수록 산성화경향이 심해지는 경향을 보여주는데, 이는 산성화된 토양에서 안정적으로 나타나는 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트의 존재를 뒷받침하고 있다. 토양 내 중금속 이온의 존재양상에 대한 연구를 위해 연속추출실험을 실시하였다. 그 결과 상대적으로 많은 양의 중금속 이온이 프로화일의 상부의 철/망간 산화물과 유기물에 흡착되어 있으며 점토광물에는 적은 양만이 흡착되어 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 결과는 대부분의 중금속 오염물들이 상부 토양에 농집되어 있고 점토광물에는 낮은 중금속 함량을 보여주는 것은 산성화된 토양을 이루고 있는 주 점토광물인 캐올린광물과 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트가 낮은 흡착능력을 가지고 있기 때문인 것으로 판단한다.

The Janghang smelter is the first lead, zinc and copper smelting facility in Korea which was operated for a half century from 1936 to 1989. The clay minerals and their heavy metal association in the soil profile around the smelter have been studied using XRD, EPMA, SEM-EDS, TEM, EPR and sequential extraction techniques. The soils in A horizon are highly acidic showing pH 4.45. The pH is going up with increasing depth. They have residual water contents of 1.18-1.51 wt%, loss on ignition of 6.32-7.79 wt%, and carbon contents of 0.08-0.88 wt%. Soils consist of quartz, feldspar, muscovite, kaolinite, vermiculite, biotite, chlorite, goethite and hematite in the decreasing abundance. The contents of clay minerals, especially vermiculite and chlorite, decrease with increasing depth. Sequential extraction experiments for the profile samples show that heavy metals (Zn, Cu, Pb, Cd) are highly concentrated in the A horizon of the soil profile as water-extractable (mostly amorphous), MgCl2-extractable (exchangeable in clay minerals), and organic phases. The heavy metal contents decrease with increasing depth. It suggests that the heavy metals are mainly associate with clay minerlas in an exchangeable state. It is also noted that heavy metals are highly concentrated in the manganese and iron oxide phases.