실로멜라인

Psilomelane은 바륨입니다. 망간 산화물 광물은 일반적으로 아금속성부터 둔한 광택을 지닌 검은색 또는 어두운 회색으로 나타납니다. 그것은 종종 보트리오이드형 또는 종유석 덩어리를 형성하여 시각적으로 구별됩니다. 중요한 망간 광석인 실로멜란은 철강 생산, 배터리 제조 및 다양한 산업 응용 분야에 필수적입니다. 망간의 산화대에서 발견됨 매장, 열수 정맥 및 퇴적 환경을 통해 미국, 브라질, 인도 및 남아프리카와 같은 지역에서 전 세계적으로 채굴됩니다.

Psilomelane은 주로 망간 함량 때문에 고대부터 알려지고 활용되어 왔습니다. 광물의 이름은 매끄럽다는 의미의 그리스어 "psilos"와 검은색을 의미하는 "melas"에서 유래되었으며, 이는 전형적인 외관을 나타냅니다. 역사적으로, 실로멜란은 선사 시대에 안료로, 그리고 유리와 도자기 생산에 사용되었습니다. 산업 공정, 특히 제강 분야에서 망간의 중요성이 발견된 19세기에 그 중요성에 대한 인식이 커졌습니다.

실로멜란 침전물의 발견은 망간의 수요가 급증했던 산업 혁명 기간 동안 매우 중요했습니다. 망간은 강철의 강도와 내구성을 향상시켜 철도, 건축 자재, 기계 제조에 없어서는 안 될 성분으로 밝혀졌습니다. 미국, 브라질, 인도, 남아프리카 등의 지역에서 상당한 양의 실로멜란 매장량이 발견되어 전 세계 망간 공급에 기여하고 산업 성장을 촉진했습니다.

분야에서 광물학실로멜란의 발견과 후속 연구는 망간 퇴적물을 형성하는 지질학적 과정에 대한 통찰력을 제공했습니다. 그것의 독특한 형성 패턴과 화학적 구성은 과학자들의 흥미를 끌었으며, 그 특성과 잠재적인 응용에 대한 광범위한 연구로 이어졌습니다. 오늘날 합성 대체물과 기타 망간 광석이 실로멜란을 어느 정도 압도하고 있지만 실로멜란은 지질학 연구와 역사적 맥락에서 여전히 중요한 광물로 남아 있습니다.

Psilomelane의 화학 성분 및 구조

화학식

실로멜란의 화학식은 종종 BaMn2+Mn84+O16(OH)4BaMn^{2+}Mn^{4+}_8O_{16}(OH)_4BaMn2+Mn84+​O16​(OH)4​로 표시되며, 이는 그 구성을 다음과 같이 나타냅니다. 바륨 망간 수산화물. 그러나 이 공식은 다음과 같은 다른 요소의 존재로 인해 달라질 수 있습니다. 철 (Fe), 마그네슘(Mg), 알루미늄 (Al)은 구조를 대체할 수 있어 다양한 구성을 지닌 복합 광물이 됩니다.

미네랄 구성 및 관련 요소

실로멜란은 주로 망간(Mn)과 산소(O)로 구성되어 있으며 상당량의 바륨(Ba)도 함유되어 있습니다. 정확한 구성은 다른 금속 원소의 포함으로 인해 다소 달라질 수 있습니다. 일반적으로 연관된 요소는 다음과 같습니다.

• 철 (Fe): 종종 상당한 양이 발견되어 광물의 전체 구성에 기여하고 그 특성에 영향을 미칩니다.
• 마그네슘 (Mg): 광물구조 중 망간을 대체할 수 있습니다.
• 알루미늄 (Al): 또 다른 가능한 치환체이지만 일반적으로 소량입니다.
• 칼륨(K), 나트륨(Na), 칼슘(Ca): 이러한 원소는 미량으로 존재할 수도 있습니다.

연결된 미네랄 실로멜란에서 발견되는 물질에는 일반적으로 피로루사이트(MnO2)와 같은 기타 산화망간이 포함됩니다. 망가나이트 (MnO(OH)) 뿐만 아니라 다양한 산화철 적철광 (Fe2O₃) 및 침철석 (FeO(OH)).

결정학 및 물리적 특성

• 크리스탈 시스템: Psilomelane은 단사정계 결정계에 속하지만 잘 정의된 결정을 형성하는 경우는 거의 없습니다. 이는 보트리오이드형(포도 모양) 또는 종유석 덩어리에서 종종 나타납니다.
• 크리스탈 습관: Psilomelane은 일반적으로 보트리오이드형, 신장형(신장 모양) 또는 종유석 습관으로 형성됩니다. 또한 거대하거나 껍질 같은 집합체로 나타날 수도 있습니다.
• 경도: 모스 척도에서 실로멜란의 경도는 5~6으로 상대적으로 중간 정도이며 단단한 물질에도 긁힐 수 있습니다. 석영.
• 광택: 광물은 준금속에서 둔한 광택을 나타내며, 새로 깨진 표면에서는 다소 기름기가 많거나 매끄럽게 보일 수 있습니다.
• 색상: Psilomelane은 검은색 또는 어두운 회색이 특징입니다. 줄무늬(광물 가루의 색)는 검은색 또는 어두운 갈색이다.
• 밀도: 실로멜란의 밀도는 약 3.7~4.7g/cmXNUMX로 바륨, 망간 등 무거운 원소가 함유되어 있어 밀도가 상대적으로 높습니다.
• 골절과 분열: Psilomelane은 고르지 않은 골절부터 뼈대하 골절까지 있어 불규칙하게 부러지지만 때로는 곡면으로 부러지는 경우도 있습니다. 일반적으로 잘 정의된 절단이 부족합니다.
• 광학 특성: 불투명한 실로멜란은 투과광 하에서 중요한 광학 특성을 나타내지 않습니다. 아금속 광택으로 인해 반사광 아래에서 약간의 반사율이 나타날 수 있습니다.

전반적으로 실로멜란의 독특한 화학적 조성과 물리적 특성은 산업적 용도와 과학적 연구 모두에 흥미로운 광물입니다. 망간 광석으로서의 역할은 역사적으로 중요했으며 다양한 지질 환경에서의 존재는 계속해서 망간 광물을 형성하고 농축하는 과정에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.

실로멜란의 형성과 발생

실로멜란의 형성으로 이어지는 지질학적 과정

실로멜란은 주로 망간이 풍부한 광물의 산화와 관련된 화학적, 지질학적 과정의 조합을 통해 형성됩니다. 바위. 주요 프로세스는 다음과 같습니다.

1. 풍화 및 산화: Psilomelane은 망간 침전물의 산화대에서 종종 형성됩니다. 망간이 풍부한 암석이 대기 조건에 노출되면 화학적 풍화 작용을 겪습니다. 대기 중의 산소는 망간 함유 광물과 반응하여 실로멜란과 같은 망간 산화물 및 수산화물을 형성합니다.
2. 열수 활동: 열수 유체지각을 통해 순환하는 뜨겁고 미네랄이 풍부한 물인 는 실로멜란을 포함한 산화망간을 침전시킬 수 있습니다. 이러한 유체는 더 낮은 온도에 도달하거나 다른 광물과 반응할 때 산화망간을 침전시킵니다.
3. 퇴적 과정: 해양 및 호수(호수) 환경에서 망간은 특정 조건에서 물에서 침전될 수 있습니다. 이 과정에는 종종 해저에 망간 단괴가 축적되는 과정이 포함되며, 여기에는 실로멜란이 주요 성분으로 포함될 수 있습니다.
4. XNUMX차 농축: 실로멜란은 기존 망간 광물이 침출되어 보다 농축된 형태로 재침전되는 2차 농축 과정을 통해 형성될 수 있습니다.

Psilomelane이 발견되는 일반적인 환경 및 지질 환경

Psilomelane은 일반적으로 다음과 같은 지질 환경에서 발견됩니다.

1. 망간 침전물의 산화지대: 1차 망간광물이 산화에 노출되는 부위입니다. Psilomelane은 이러한 퇴적물의 상부에서 흔히 발견됩니다.
2. 퇴적물: 해양 환경에서는 실로멜란을 함유한 망간단괴가 해저에 축적될 수 있습니다. 유사하게, 실로멜란은 망간 산화물의 침전이 유리한 조건의 호수 퇴적물에서 형성될 수 있습니다.
3. 열수 정맥: 실로멜란은 미네랄이 풍부한 뜨거운 물이 냉각되면서 산화망간이 침전되는 열수맥에서 발견됩니다.
4. 잔여예금: 풍화가 심한 지역에서는 실로멜란이 잔류 미네랄로 형성되어 다른 성분이 용출된 후에도 토양에 남을 수 있습니다.

주요 글로벌 예금 및 채굴 위치

실로멜란은 주로 망간 함량 때문에 채굴되며, 세계 여러 지역에서 상당한 매장량이 발견됩니다.

1. United States: 주목할만한 퇴적물은 아칸소주의 베이츠빌 지구와 뉴멕시코주의 레이크 밸리 지구에서 발견됩니다. 이 지역은 역사적으로 망간의 중요한 공급원이었습니다.
2. 브라질: 브라질은 특히 미나스 제라이스(Minas Gerais) 주와 마투 그로소(Mato Grosso) 주에 상당한 양의 망간 매장지가 있습니다. 이러한 매장량은 국내 사용과 수출 모두에 중요합니다.
3. 인도: Madhya Pradesh 주의 Balaghat 및 Nagpur 지역은 실로멜란을 포함하여 상당한 망간 매장지로 유명합니다.
4. 남아프리카: 노던 케이프 주의 칼라하리 망간 유전은 세계에서 가장 큰 망간 매장지 중 하나입니다. 여기에는 다른 망간 광물과 함께 상당한 양의 실로멜란이 포함되어 있습니다.
5. 호주: 노던 테리토리의 Groote Eylandt 광상은 실로멜란을 포함한 망간 광석의 주요 공급원입니다.
6. 중국: 중국은 수많은 망간 매장지를 보유하고 있으며 광시(Guangxi) 및 후난(Hunan)과 같은 지역에서 상당한 생산량이 나옵니다.

이러한 위치는 전 세계 망간 공급에 매우 중요하며, 이러한 광상에서 실로멜란을 추출하는 것은 철강 생산, 배터리 제조 및 기타 응용 분야에 필수적인 망간에 대한 산업적 수요를 충족하는 데 중요한 역할을 합니다.

Psilomelane의 용도 및 응용

주로 망간 함량으로 인해 가치가 높은 Psilomelane은 여러 가지 중요한 산업 및 상업용 응용 분야를 가지고 있습니다. 다음은 이 광물의 주요 용도와 용도입니다.

1. 철강 생산
   • 합금제: 실로멜란에서 추출한 망간은 철강 생산에 필수적인 합금제입니다. 강철의 강도, 인성, 내마모성을 향상시킵니다. 망간은 또한 탈산제 및 탈황제 역할을 하여 산소와 황 용강의 불순물.
   • 고강도 강철: 망간은 건설, 자동차, 중장비 산업에 사용되는 고강도, 저합금(HSLA)강 생산에 매우 중요합니다.
2. 배터리 제조
   • 충전 배터리: 실로멜란의 망간 유도체인 이산화망간은 알카라인 배터리, 아연탄소 배터리 등 건전지 배터리 생산의 핵심 성분입니다. 또한, 전자제품과 전기자동차에 널리 사용되는 리튬이온 배터리는 음극에 산화망간을 사용하는 경우가 많습니다.
3. 화학 산업
   • 산화제: 실로멜란에서 추출한 망간화합물은 다양한 화학반응에서 산화제로 사용됩니다. 이는 화학물질의 합성과 산소 및 염소 가스의 생산에 중요합니다.
   • 촉매: 망간화합물은 비료, 정밀화학제품 제조 등 산업공정에서 촉매제로도 사용됩니다.
4. 유리 및 세라믹
   • 착색제: 이산화망간은 유리 및 세라믹 산업에서 착색제로 사용됩니다. 유리에 보라색 또는 분홍색 색상을 부여하며 철 불순물로 인한 녹색 색조를 제거하는 데 사용됩니다.
5. 안료
   • 예술가의 안료: 역사적으로 실로멜란은 예술과 장식에 사용되는 안료인 망간블랙을 생산하는 데 사용되었습니다. 현대 합성 안료가 이를 대체했지만, 일부 예술가와 보존가들은 여전히 ​​복원 작업을 위해 천연 망간 안료를 중요하게 생각합니다.
6. 물 처리
   • 여과 매체: 실로멜란과 같은 산화망간을 함유한 망간그린샌드는 수처리 시스템에서 식수에서 철, 망간, 황화수소를 제거하는 데 사용됩니다. 이는 여과 매체 역할을 하여 이러한 오염 물질을 산화시키고 가두어 줍니다.
7. 전자
   • 합금철: 실로멜란에서 추출한 망간은 반도체, 집적회로 등 전자부품 제조에 중요한 페로망간 및 규소망간 합금 생산에 사용됩니다.
8. 연구 및 교육
   • 지질학 연구: 실로멜란 및 기타 망간 광물은 망간 퇴적물의 형성과 분포를 이해하기 위해 지질학자와 광물학자에 의해 연구됩니다. 또한 교육 환경에서 참조 샘플로도 사용됩니다.
9. 약용
   • 영양 보조 식품: 망간은 인체 건강에 필수적인 미량원소입니다. 이는 뼈 건강, 대사 과정 및 항산화 기능을 지원하기 위해 식이 보충제에 사용됩니다.

Psilomelane의 다양성과 다양한 산업 분야에서 망간의 필수적인 역할은 그 중요성을 강조합니다. 철강 생산부터 수처리 및 배터리 제조에 이르기까지 광물의 응용 분야는 현대 기술과 인프라에 대한 중요한 기여를 강조합니다.

관련 광물 및 비교

실로멜란은 산화망간 광물 그룹에 속하며, 특정 유사점을 공유하지만 구성, 구조 및 용도에 있어 뚜렷한 차이도 있습니다. 다음은 실로멜란과 기타 주요 망간 산화물 및 유사한 광물을 비교한 것입니다.

1. 피로루사이트(MnO₂)

• 조성: Pyrolusite는 주로 이산화망간(MnO2)으로 구성되어 있습니다.
• 외관: 일반적으로 회색에서 검정색을 띠고 금속성에서 둔한 광택을 냅니다.
• Structure: 황연석은 정방정계의 결정계를 가지며, 섬유상 또는 원주상 집합체를 형성하는 경우가 많다.
• 사용: 실로멜란과 마찬가지로 피로루사이트는 망간의 중요한 광석입니다. 제강, 배터리 제조 및 안료로 광범위하게 사용됩니다.
• 주요 차이점: Pyrolusite는 거의 전체가 MnO2로 구성되어 구성이 더 단순한 반면, psilomelane은 더 복잡한 바륨 망간 수산화물입니다. Pyrolusite는 일반적으로 psilomelane의 보트로이드 습관에 비해 더 잘 정의된 결정을 형성합니다.

2. 망가나이트(MnO(OH))

• 조성: 망가나이트는 MnO(OH)라는 화학식을 갖는 산화-수산화 망간입니다.
• 외관: 일반적으로 짙은 회색에서 검은색으로 나타나며 아금속광택을 띠며 각기둥 모양의 결정을 형성합니다.
• Structure: 망가나이트는 단사정계로 결정화됩니다.
• 사용: 망간을 채굴하여 제강 및 각종 화학반응의 촉매제로 사용됩니다.
• 주요 차이점: 망가나이트는 구조 내에 수산기(OH)를 함유하고 있어 산화 형태의 피로루사이트, 실로멜란과 구별됩니다. Psilomelane의 구성에는 망가나이트에는 없는 바륨이 포함되어 있습니다.

3. 브라운나이트(Mn²⁺Mn³⁺₆[O₈|SiO₄])

• 조성: 브라운나이트(Braunite)는 Mn²⁺Mn³⁺₆[O₈|SiO₄]의 공식을 갖는 규산염 광물입니다.
• 외관: 갈색을 띤 검정색이며 아금속성에서 탁한 광택을 냅니다.
• Structure: 브라운나이트는 정방정계의 결정계를 갖고 있으며 일반적으로 입상에서 괴상 집합체를 형성합니다.
• 사용: 망간을 채굴하여 철강 생산 및 기타 산업 응용 분야에 사용됩니다.
• 주요 차이점: 브라운나이트는 실로멜란, 피로루사이트, 망가나이트의 순수한 산화물이나 수산화물 구조와 달리 망간과 규소를 모두 함유하여 규산염 구조를 형성합니다.

4. 하우스만나이트(Mn²⁺Mn³⁺₂O₄)

• 조성: Hausmannite는 Mn²⁺Mn³⁺₂O₄ 공식을 갖는 산화망간입니다.
• 외관: 흑색~갈색-검정색을 띠며 금속성~칙칙한 광택을 냅니다.
• Structure: Hausmannite는 정방정계로 결정화되며 종종 팔면체 결정을 형성합니다.
• 사용: 철강 생산 및 배터리 제조의 부품으로 사용되는 망간을 얻기 위해 채굴됩니다.
• 주요 차이점: Hausmannite는 첨 정석 구조는 언급된 다른 망간 산화물의 구조와 다릅니다. 또한 Mn²⁺ 및 Mn³⁺를 모두 포함하는 반면, psilomelane은 주로 Mn²⁺ 및 Mn⁴⁺를 포함합니다.

망간 산화물의 주요 유사점

• 망간 소스: 이 모든 광물은 철강 생산 및 기타 산업 용도에 필수적인 망간의 중요한 공급원입니다.
• 외관: 모두 회색에서 검은색 또는 갈색을 띤 검정색으로 색상이 어두운 경향이 있으며 종종 금속성 광택부터 흐릿한 광택을 나타냅니다.
• 지질학적 발생: 이러한 광물은 일반적으로 열수 정맥, 퇴적물 퇴적물 및 망간이 풍부한 암석의 산화대와 같은 유사한 지질 환경에서 발생합니다.

주요 차이점

• 조성: 주요 차이점은 화학적 구성, 특히 실로멜란의 바륨이나 브라운나이트의 실리콘과 같은 추가 원소의 존재에 있습니다.
• Structure: 결정 체계(단사정형, 정방형) 및 습관(보트리형, 각기둥형, 팔면체)의 변화로 인해 결정학적 차이가 뚜렷합니다.
• 물리적 특성: 경도, 비중, 결정습성의 차이는 현장 및 실험실 환경에서 이러한 광물을 구별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이러한 유사점과 차이점을 이해하는 것은 망간 광석 및 관련 광물을 다루는 광물학자, 지질학자, 산업 전문가에게 매우 중요합니다.