역사적, 지질학적으로 중요한 광물인 방연광(Galena)은 리드 화학식 PbS를 갖는 황화물 광물. 독특한 금속 광택과 입방체 결정 구조가 눈에 띄며 종종 빛나는 입방체 또는 팔면체 결정으로 나타납니다. 방연광은 파이프와 총알부터 안료와 납축 배터리에 이르기까지 다양한 응용 분야에 사용되는 납의 주요 공급원으로서 인류 역사에서 중요한 역할을 해왔습니다. 시간이 지남에 따라 응용 분야가 발전했지만 방연광은 결정체의 아름다움과 우리의 이해에 기여한 덕분에 여전히 매혹적인 광물로 남아 있습니다. 광물학 그리고 지질학.
성함: 이름은 원래 납광석에 붙여진 이름인 라틴어 galena에서 유래되었습니다.
결정학. 아이소메트릭; 육팔면체. 가장 일반적인 형태는 큐브입니다. 팔면체는 때때로 정육면체가 잘린 형태로 존재합니다. 정십이면체와 삼팔면체는 드뭅니다.
조성. 황화납, PbS. 납 = 8 6 . 6%, S = 13.4%. 분석에서는 거의 항상 은. 또한 소량의 셀레늄이 함유되어 있을 수도 있습니다. 아연 , 카드뮴, 안티몬, 창연 및 구리.
진단 기능: 벽개성이 좋고 비중이 높으며 부드러우며 검은색 줄무늬가 있어 쉽게 알아볼 수 있습니다.
변경: 방연광은 산화에 의해 황산염 앵글사이트로 전환되고, 탄산염은 세루사이트
Galena 화학적, 물리적 및 광학적 특성
방연광은 주로 황화납(PbS)으로 구성된 광물입니다. 그것은 납, 은의 공급원으로, 때로는 준보석으로 수천년 동안 사용되어 왔습니다. 다음은 화학적, 물리적, 광학 특성 방연광:
화학적 특성:
- 화학식: PbS(황화납)
- 분자 무게: 239.27 g / 몰
- 크리스탈 시스템: 입방체
- 경도 : 모스 척도 2.5로 비교적 부드럽고 쉽게 긁힐 수 있습니다.
- 색: 방연광은 일반적으로 청회색에서 은색을 띠지만 흐릿한 회색으로 변색될 수도 있습니다.
- 줄: 방연광의 줄무늬는 회색 검정색입니다.
- 분열: Galena는 세 방향에서 완벽한 입방체 벽개를 나타냅니다. 즉, 서로 수직인 매끄럽고 평평한 표면을 따라 부서집니다.
- 광택: 광물은 금속광택을 가지고 있어 금속처럼 빛나고 반사되는 것처럼 보입니다.
- 투명성 : 불투명하다는 것은 빛이 통과하지 못한다는 것을 의미합니다.
물리적 속성 :
- 밀도 : 방연광의 밀도는 약 7.4~7.6g/cmXNUMX로 밀도가 매우 높습니다.
- 비중: 방연광의 비중(상대밀도)은 불순물에 따라 약 7.2~7.6 정도입니다.
- 녹는 점: Galena의 녹는점은 약 1,114°C(2,037°F)로 비교적 낮습니다.
- 비점: 납의 끓는점에 도달하기 전에 분해되기 때문에 뚜렷한 끓는점이 없습니다.
- 용해도 : 방연광은 물에 녹지 않지만 질산(HNO3)에 용해되어 질산납(II)을 형성하고 황 이산화물.
광학 특성 :
- 굴절률: 방연광은 불투명하기 때문에 굴절률이 없습니다.
- 복굴절: 등방성(모든 방향에서 동일한 특성을 가짐)이기 때문에 복굴절을 나타내지 않습니다.
- 분산: Galena는 일부 보석에서 볼 수 있듯이 빛을 구성 색상으로 분리하는 분산을 나타내지 않습니다.
- 다색성: 다른 각도에서 보아도 다른 색을 나타내지 않기 때문에 다색성이 아닙니다.
방연광은 납과 은의 공급원으로서의 역사적 중요성으로 주로 알려져 있습니다. 이는 안료 공급원, 납탄 및 총알 제조용 재료, 보석의 준보석 등 다양한 용도로 사용되었습니다. 그러나 납의 독성으로 인해 현대에는 납의 사용이 감소했으며 더 이상 이러한 용도로 널리 사용되지 않습니다.
방연광의 발생과 형성
방연광(PbS)은 다양한 지질 환경에서 형성되는 일반적인 광물입니다. 발생과 형성은 특정 조건과 프로세스의 영향을 받습니다. 방연광이 일반적으로 발견되는 방법과 위치에 대한 개요는 다음과 같습니다.
발생:
- 열수 침전물: 방연광의 가장 흔하고 중요한 공급원은 열수입니다. 매장. 이러한 퇴적물은 종종 화산이나 마그마 활동과 관련된 뜨겁고 미네랄이 풍부한 유체가 순환할 때 형성됩니다. 바위 및 예금 미네랄 그들이 멋져요. Galena는 이들로부터 침전될 수 있습니다. 열수 유체 유황을 함유한 암석과 접촉했을 때.
- 퇴적암: 방연광은 퇴적암에서도 발견될 수 있습니다. 풍화 그리고 XNUMX차 열수 퇴적물의 침식. 시간이 지남에 따라 방연광을 함유한 미네랄은 물을 통해 운반되어 퇴적분지에 퇴적될 수 있습니다.
- 변성암: 어떤 경우에는 방연광이 납이 풍부한 암석이나 광물의 변성 과정에서 형성될 수 있습니다. 높은 온도와 압력은 방연광을 형성하는 화학 반응을 일으킬 수 있습니다.
- XNUMX차 강화: XNUMX차 농축 공정은 특정 지역에 방연광을 집중시킬 수 있습니다. 이는 물이 XNUMX차 광체에서 납을 침출한 후 다른 화학적 조건 하에서 XNUMX차 위치로 운반 및 퇴적할 때 발생합니다.
교육 :
방연광의 형성에는 납, 황의 존재, 적절한 지질학적 조건을 비롯한 다양한 요인이 복합적으로 작용합니다. 방연광이 형성되는 방식에 대한 간략한 개요는 다음과 같습니다.
- 납의 존재: 방연광을 형성하려면 납 공급원이 필요합니다. 이는 납 함유 광물을 지각으로 가져오는 마그마 침입이나 납이 풍부한 암석의 존재 등 다양한 원인에서 발생할 수 있습니다.
- 황: 유황은 또 다른 중요한 구성 요소입니다. 유황은 이산화황(SO2)을 대기 중으로 방출하는 화산 활동과 같은 다양한 지질학적 과정에서 공급될 수 있습니다. 이 유황은 납과 결합하여 특정 조건에서 방연광을 형성할 수 있습니다.
- 열수 활동: 뜨거운 열수 유체의 순환은 방연광 형성의 일반적인 메커니즘입니다. 이러한 유체는 종종 지구 깊은 곳에서 발생하며 납과 황을 포함한 용해된 미네랄을 운반합니다. 이러한 유체가 적합한 모암을 만나면 냉각되어 방연광 및 기타 광물이 침전됩니다.
- 화학 반응: 열수 시스템 내에서 납, 황 및 주변 암석에 존재하는 기타 원소 사이에서 화학 반응이 발생합니다. 이러한 반응은 유체가 냉각되고 조건이 변화함에 따라 방연광의 침전으로 이어집니다.
- 결정화: 방연광은 열수 유체로부터 침전되면서 뚜렷한 결정을 형성합니다. 방연광 결정은 일반적으로 입방체 분열을 나타내며 종종 뚜렷하고 반짝이는 입방체로 발견됩니다.
특정 지질학적 환경과 조건은 방연광 퇴적물의 크기와 품질에 큰 영향을 미칩니다. 방연광은 납 광산의 주요 광석으로 생성되거나 다른 광물 채굴 시 부산물로 생성될 수 있습니다. 또한, 이는 다음을 포함한 다양한 다른 미네랄과 연관되어 있습니다. 섬 아연광 (황화 아연) 및 황동석 (구리 철 황화물), 다금속 광상.
채굴 소스
방연광의 채굴원은 주로 납 광석이 발견되는 위치와 관련됩니다. 방연광은 가장 흔하고 중요한 납 광석이며 종종 납 생산의 주요 공급원으로 사용됩니다. 이러한 채굴 소스는 다음 유형으로 분류될 수 있습니다.
- 주요 납 광산: 이 광산은 방연광을 주요 목표로 삼아 납광석을 추출하는 데 전념하고 있습니다. 그들은 종종 열수 또는 퇴적 환경과 같은 지질학적 조건이 납 퇴적물 형성에 도움이 되는 지역에 위치합니다. 잘 알려진 주요 납 광산은 다음과 같습니다.
- 미국 럭키 프라이데이 광산: 아이다호에 위치한 이 광산은 주요 광석 광물인 방연광을 포함하여 납과 은의 주요 생산지였습니다.
- 호주 브로큰힐 광산: 역사적으로 세계 최대의 납-아연 광산 중 하나인 이 광산은 고급 방연광 매장지로 유명합니다.
- 스웨덴 라이스발 광산: 이 광산은 방연광이 풍부한 광석에서 나온 납과 은의 공급원이었습니다.
- 다금속 광산: 방연석은 다금속 광석 매장지에서 아연(아연석), 구리, 은과 같은 다른 귀중한 광물과 함께 발견되는 경우가 많습니다. 이 광산은 여러 금속을 대상으로 하며 방연광을 그 중 하나로 사용합니다. 광석 광물. 방연광이 추출되는 주목할만한 다금속 광산은 다음과 같습니다.
- 캐나다 설리번 광산: 브리티시 컬럼비아에 있는 이 광산은 방연석(납), 섬아연석(아연) 및 기타 광물을 포함한 풍부한 다금속 매장지로 유명합니다.
- 캐나다 키드 크릭 광산: 납(방연광에서 추출)과 아연을 포함한 다양한 금속을 생산하는 또 다른 캐나다 광산입니다.
- 역사적인 광산 지역: 전 세계 많은 지역에서 납 채굴의 역사가 있으며, 방연광이 주요 공급원입니다. 이들 광산 중 일부는 운영이 중단되었지만 역사적으로 중요한 납 공급원으로 남아 있습니다. 예는 다음과 같습니다:
- 영국 피크 디스트릭트: 이 지역은 방연광이 주요 광석인 로마 시대까지 거슬러 올라가는 납 채굴의 오랜 역사를 가지고 있습니다.
- 미국 미주리주: 미주리 주, 특히 가막살나무 추세(Viburnum Trend)는 역사적인 납광석(주로 방연광)의 중요한 원천이었습니다.
- 보조 자료 : 어떤 경우에는 방연광이 다른 광물을 대상으로 하는 채굴 작업의 부산물로 회수되기도 합니다. 예를 들어, 아연, 구리, 은을 채굴할 때 방연광이 XNUMX차 광석 광물로 존재할 수 있으며, XNUMX차 목표 광물과 함께 추출될 수 있습니다.
광산 활동과 위치는 시장 수요, 경제적 요인 및 기술 발전으로 인해 시간이 지남에 따라 변경될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한, 환경 규제와 지속 가능성에 대한 우려가 광산업에 영향을 미쳐 광업 관행의 변화와 납 및 기타 금속의 새로운 공급원 탐색으로 이어졌습니다. 따라서 방연광의 특정 채굴 소스는 지역 및 기간에 따라 다를 수 있습니다.
적용 및 용도 분야
방연광(황화납, PbS)의 응용 및 용도는 시간이 지남에 따라 발전해 왔으며 역사적 응용과 현대 응용으로 분류할 수 있습니다. 납과 관련된 건강 및 환경 문제로 인해 방연광의 전통적인 사용이 많이 감소했으며 이제 그 적용도 제한된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. Galena의 역사적, 현대적 적용 분야는 다음과 같습니다.
역사적 응용:
- 금속 제련: 방연광은 고대부터 납의 중요한 공급원이었습니다. 주로 제련 과정을 통해 납을 추출하는 데 사용되었습니다. 납은 파이프, 동전, 기타 다양한 금속 제품을 만드는 데 필수적이었습니다.
- 납산 배터리: 역사적으로 방연광은 차량 및 산업 응용 분야에서 흔히 볼 수 있는 납산 배터리 생산에 사용되었습니다. 그러나 현대의 납산 배터리는 일반적으로 향상된 기술로 인해 방연광 대신 이산화납과 스폰지 납을 사용하여 생산됩니다.
- 안료: 납백색(기본 탄산납), 납주석 황색과 같은 납 기반 안료는 방연광에서 추출한 납으로 만들어졌습니다. 이 안료는 그림, 도자기, 화장품에 사용되었습니다. 그러나 납 독성 문제로 인해 사용이 거부되었습니다.
- 탄약 : 과거에는 방연광에서 얻은 납을 사용하여 총알을 만들고 총기와 탄약을 만드는 데 사용했습니다.
최신 애플리케이션:
- 반도체 재료: 방연광은 자연적으로 발생하는 반도체 재료이지만 보다 효율적인 합성 반도체 재료의 개발로 인해 현대 전자 제품에서는 사용이 제한되어 있습니다. 역사적으로 초기 크리스탈 라디오 수신기에 사용되었습니다.
- 광물 표본: 방연광의 독특한 입방체 결정과 금속 광택으로 인해 수집가 및 교육 목적으로 인기 있는 광물 표본입니다.
- 방사선 차폐: 방연광에서 추출된 납을 포함한 납은 의료 시설, 원자로 및 산업 방사선 촬영과 같은 응용 분야에서 전리 방사선으로부터 보호하기 위한 차폐 재료 구성에 여전히 사용됩니다.
- 역사적 유물: 방연광은 골동품 보석, 납 조각상, 장식 품목과 같은 역사적 유물 및 물건에서 여전히 발견될 수 있습니다. 그러나 이러한 유물은 일반적으로 일상용품이라기보다는 수집품이나 역사적 호기심으로 간주됩니다.
납 노출과 관련된 건강상의 위험이 잘 문서화되어 있기 때문에 많은 기존 응용 분야에서 방연광 사용이 크게 감소했다는 점을 강조하는 것이 중요합니다. 납은 인간과 환경에 유독하며 페인트, 휘발유, 수도관과 같은 제품에 납을 사용하는 것은 세계 여러 지역에서 엄격하게 규제되거나 단계적으로 폐지되었습니다.
방연광 자체는 현대 산업적 응용이 제한되어 있지만 과학적 관심과 광물학 연구의 주제로 남아 있습니다. 연구원들은 방연광의 결정학적 특성을 연구하는데, 이는 재료 과학 및 광물학에서 중요한 의미를 갖습니다. 또한 역사적으로 납 채굴 활동이 있었던 일부 지역에서는 여전히 지질학적, 문화적 유산의 일부로 방연광이 남아 있을 수 있습니다.
참고자료
• Bonewitz, R. (2012). 암석과 광물. 2판 런던: DK 출판.
• 다나, JD(1864). 광물학 매뉴얼… 와일리.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). 광물학 수첩. [온라인] 이용 가능: http://www.handbookofmineralogy.org [4년 2019월 XNUMX일 접속].
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