적철석

3. 물리적, 화학적 성질

적철석은 자기장에 대해 매우 미약하게 반응한다. 자철석과는 달리 일반적인 자석에 눈에 띄게 끌리지 않는다. 250,000에서 모린 전이 이하에서는 반강자성체이며, 모린 전이 이상, 948,000에서 네일 온도 이하에서는 스핀 캔팅된 반강자성체 또는 약한 강자성체이며, 그 이상에서는 상자성체이다.

α-적철석의 자기 구조는 1950년대에 많은 논쟁의 대상이었는데, 1,000,000의 퀴리 온도를 갖는 강자성체로 보였지만, 자기 모멘트가 극히 작았기 때문이다(0.002 보어 마그네톤). 약 260,000에서 온도가 감소하면서 순 자기 모멘트가 없는 위상으로 전이되는데, 이는 양이온 부위의 낮은 대칭성으로 인해 스핀-궤도 결합이 ''c'' 축에 수직인 평면에 있을 때 스핀 캔팅을 일으킨다는 것이 밝혀졌다. 260,000에서 온도가 감소하면서 모멘트가 사라지는 것은 이방성의 변화로 인해 모멘트가 ''c'' 축을 따라 정렬되기 때문이다.^[14][15]

벌크 적철석과 나노 크기의 적철석은 자기적 특성이 다르다. 적철석의 모린 전이 온도는 입자 크기가 감소함에 따라 감소한다. 이러한 전이의 억제는 적철석 나노입자에서 관찰되었으며, 이는 결정 격자 내에 불순물, 물 분자 및 결함이 존재하기 때문으로 여겨진다. 적철석은 H2O(물), 수산기 및 공극 치환의 다양한 함량을 가지는 복잡한 고체 용액 산화수산화물 시스템의 일부이며, 이는 광물의 자기적 및 결정 화학적 특성에 영향을 미친다.^[16]

색은 검은색에서 은회색, 갈색에서 적갈색 내지 적색이지만, 모두 조흔색은 적갈색이다. 때때로 소량의 이산화 티타늄을 함유한다.

적철석(α-헤마타이트)은 모린 전이 (250,000) 이하에서는 반강자성이며, 그보다 고온에서는 반강자성 또는 약강자성으로, 더 나아가 네일 온도 (948,000)를 초과하면 상자성으로 변화한다.

4. 산출지

지구상에서 매우 흔한 광물이며, 특히 양질의 적철석은 잉글랜드, 멕시코, 브라질, 오스트레일리아, 그리고 미국과 캐나다의 슈피리어호에서 채취된다.

5. 생성 환경

회색의 적철석 층은 물이 흐르지 않거나 광천이었던 장소(예: 옐로스톤 국립공원)에서 많이 보인다. 이 광물은 물속에서 침전되어 호수, 광천 및 기타 흐르지 않는 물의 바닥에 층을 이루어 축적된다. 물이 없는 환경에서는 화산 활동의 결과로 생성되기도 한다. 점토 크기의 적철석 결정은 토양의 풍화 작용으로 형성되는 이차 광물로도 생성된다. 다른 산화철 또는 녹철석(FeO(OH))과 같은 수산화철과 함께, 열대, 고대, 또는 고도로 풍화된 토양이 적색을 띠는 원인이 된다.

6. 용도

적철석은 주요한 철광석으로 채굴된다.^[31] 붉은색 계열의 적철석은 안료로 사용된다.^[6] 미적 가치가 높은 적철석은 보석(블랙 다이아몬드)이나 장식품으로 가공된다.^[26]

적철석은 의료 장비, 해운 산업(선박 평형수), 석탄 생산(고비중 용액) 등 다양한 산업 분야에서 활용된다.^[31] 높은 밀도와 X선 차폐 능력으로 인해 방사선 차폐재로도 사용된다.^[31]

금박 작업에 사용되는 아르메니아 볼의 주성분이며,^[26] 음각 보석 제작과 같은 예술 분야에도 사용된다.^[28]

7. 광산 광미

적철석은 철광석 광산의 광미(鑛滓, mine tailings)에 존재한다. 최근 개발된 자화 선광 공정을 통해 자석을 사용하여 미네소타 메사비 산맥 철광 지역의 오래된 광미에서 적철석을 수집한다.^[18] 팔루 레드는 전통적인 스웨덴 가옥 페인트에 사용되는 안료인데, 원래는 팔루 광산의 광미로 만들어졌다.^[19]

8. 화성에서의 발견

9. 적철석 그룹

• 강옥(Corundum) -
• 에스콜라이트(Eskolaite) -
• 카렐리아나이트(Karelianite) -
• 티스타라이트(Tistarite) - ^[38]

10. 기타

적철석은 로마 신화의 전쟁의 신 마르스의 돌이라고 불리며, 승리로 이끈다고 전해진다.^[13] 자철 적철광은 바륨 페라이트라는 인공물이다. 지하 적철석 채굴은 인간에게 발암 위험 물질로 분류된다.

참조

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_[36] 서적 地質学用語集 - 和英・英和 共立出版
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