방연석

3. 산출지

방연석(갈레나)은 납의 주요 광석으로, 고대부터 사용되어 왔다.^[6] 납은 일반적인 장작불에서도 방연석으로부터 제련할 수 있기 때문이다.^[7] 방연석은 열수맥에서 섬아연석, 백철석, 황동석, 백연석, 앵글레사이트, 돌로마이트, 방해석, 석영, 중정석, 형석과 함께 발견된다. 석회암 지층 내 저온 납-아연 매장지나 접촉 변성대, 페그마타이트 및 퇴적암에서도 발견된다.^[8]

일부 방연석은 최대 0.5%의 은을 함유하여 부산물로 채취되기도 하는데, 이러한 '''은을 함유한 방연석'''은 오랫동안 은의 중요한 광석이었다.^[6][9][10] 은을 함유한 방연석은 주로 열수 기원에서 발견되며, 납-아연 매장지의 방연석은 은을 거의 함유하지 않는다.^[8]

방연석은 저온-고온 열수 광상, 스카른 광상, 흑광 광상에서 산출되며, 함동 유화철 광상에서도 산출되기도 한다.

일본에서는 가미오카 광산, 토요하 광산, 하나오카 광산, 고사카 광산 등에서 납·아연과 함께 채굴되었으나, 현재 일본 내 납 채굴 광산은 모두 폐광되었다.

3. 1. 그 외 국가

• 유럽: 작센의 프라이베르크,^[2] 잉글랜드의 콘월, 멘디프, 서머셋, 더비셔, 컴벌랜드, 스페인의 리나레스 광산,^[11] 불가리아의 마단과 로도페 산맥, 사르데냐
• 북아메리카: 브리티시컬럼비아의 설리번 광산, 미국 미시시피 밸리형 매장지의 납-아연 광석 (특히 미주리주 남동부의 납 벨트),^[2] 일리노이, 아이오와, 위스콘신의 드리프트리스 지역 (이 지역의 일리노이주 갈레나는 이 광물의 이름을 따서 지어짐), 미주리주 남서부 조플린 주변과 캔자스 및 오클라호마 인접 지역의 삼각주 지역,^[2] 콜로라도, 아이다호, 유타, 몬태나의 은 광산 지역 (특히 아이다호주 코르달렌)^[2]
• 오스트레일리아: 브로큰 힐, 마운트 아이사 (2021년 기준 세계 최대 납 생산국)^[12] (은을 함유한 갈레나는 1841년 글렌 오스몬드에서 처음 발견되었고, 1876년 브로큰 힐, 1923년 마운트 아이사에서 추가 매장지가 발견됨)^[12] 오스트레일리아의 대부분의 갈레나는 약 16억 8천만 년 전 형성된 열수 매장지에서 발견되며, 이후 심한 변성을 겪었다.^[13]
• 일본: 가미오카 광산, 토요하 광산, 하나오카 광산, 고사카 광산 등에서 주요 광석으로 채굴되었으나, 현재 일본 내 납 채굴 광산은 모두 폐광되었다.
• 기타: 미국, 오스트레일리아, 볼리비아 등에서 많은 생산량을 보인다.

4. 이용

방연석은 납의 주요 광석이며, 납 축전지 제조와 리드 시트, 산탄 제조에 사용된다.^[35]

4. 1. 역사적 이용

4. 2. 현대적 이용

5. 건강 문제

방연석에는 독성 성분인 납이 포함되어 있다. 결정 구조에 묶여 있는 방연석의 납 성분은 크게 걱정할 요소가 아니며, 광물 자체를 다루는 것은 안전한 편이다. 그러나 분말 형태의 먼지를 흡입하거나 섭취하여 장기간 노출될 경우 건강에 위험을 미칠 수 있다.

6. 방연석 그룹

방연석은 금속 이온이 팔면체 위치에 있는 팔면체 황화물 광물 그룹에 속하며, 여기에는 철 황화물인 자류철석과 니켈 비소인 니켈라이트가 있다. 방연석 그룹은 가장 흔한 구성원인 방연석의 이름을 따서 명명되었으며, 망가니즈를 함유한 알라반다이트와 니닝게라이트를 포함하는 다른 입방정계 구성원이 있다.^[8][4]

2가 납(Pb) 양이온과 황(S) 음이온은 할라이드 광물 그룹의 할라이트 광물과 매우 유사한 조밀한 입방 단위 세포를 형성한다. 아연, 카드뮴, 철, 구리, 안티몬, 비소, 비스무트 및 셀레늄도 방연석에 다양한 양으로 존재한다. 셀레늄은 구조 내에서 황을 대체하여 고용체 계열을 구성한다. 납 텔루르화물 광물인 알타이트는 방연석과 동일한 결정 구조를 갖는다.^[8]

방연석 그룹에 속하는 광물은 다음과 같다.

• 알라반다이트 (alabandite) - Mn²⁺S, 등축정계
• 알타이트 (altaite) - PbTe, 등축정계
• 클라우스탈라이트 (clausthalite) - PbSe, 등축정계
• '''방연석''' (galena) - PbS, 등축정계
• 니닌저라이트 (niningerite) - (Mg,Fe²⁺,Mn²⁺)S
• 올드햄마이트 (oldhamite) - (Ca,Mg)S

7. 풍화

풍화 작용 또는 산화 작용 영역 내에서 방연석은 앵글레사이트(황산납) 또는 백연석(탄산납)으로 변질된다.^[8] 산성 광산 배수에 노출된 방연석은 자연 발생적인 세균과 고세균에 의해 앵글레사이트로 산화될 수 있으며, 이는 생물 침출과 유사한 과정이다.^[22]

참조

_[1] 논문 IMA–CNMNC approved mineral symbols 2021
_[2] 서적 Handbook of Mineralogy http://rruff.geo.ari[...] Mineralogical Society of America
_[3] 웹사이트 Galena http://www.webminera[...] Webmineral
_[4] 웹사이트 Galena http://www.mindat.or[...]
_[5] 서적 Hydrometallurgy 2008: Proceedings of the Sixth International Symposium SME 2008
_[6] 논문 Silver in Ancient Times 1928-05
_[7] 논문 The history of lead – Part 3 http://lead.org.au/l[...] 2016-02-12
_[8] 서적 Manual of mineralogy (after James D. Dana) Wiley 1993
_[9] 웹사이트 Galena Mineral {{!}} Uses and Properties https://geology.com/[...] 2024-03-29
_[10] 논문 Sending Laurion Back to the Future: Bronze Age Silver and the Source of Confusion
_[11] 서적 Minerales y Minas de España. Vol. II. Sulfuros y sulfosales. Museo de Ciencias Naturales de Alava
_[12] 웹사이트 Lead https://www.ga.gov.a[...] Australian Government 2021-06-26
_[13] 논문 Geology and mineralization of the Cannington Ag-Pb-Zn deposit; an example of Broken Hill-type mineralization in the eastern succession, Mount Isa Inlier, Australia 1998-12-01
_[14] 논문 The largest crystals http://www.minsocam.[...]
_[15] 간행물 Official state mineral Kansas Legislature 2019-12-05
_[16] 웹사이트 Office of the Secretary of State, Missouri – State Symbols http://www.sos.mo.go[...] State of Missouri 2009-11-12
_[17] 웹사이트 Wisconsin State Symbols http://www.wisconsin[...] State of Wisconsin 2009-11-12
_[18] 서적 Kansas Place-Names University of Oklahoma Press
_[19] 서적 The Origin of Certain Place Names in the United States https://books.google[...] Govt. Print. Off.
_[20] 웹사이트 History Highlights http://galenahistory[...] 2007-04-13
_[21] 웹사이트 http://www.dec.state[...]
_[22] 논문 Kinetics and mechanism of the bacterial and ferric sulphate oxidation of galena
_[23] 웹사이트 Toxic trends https://wellcomecoll[...] 2024-03-29
_[24] 서적 The Art of Medicine in Ancient Egypt 2005
_[25] 뉴스 Lead pollution from Native Americans attributed to crushing galena for glitter paint, adornments https://news.iu.edu/[...] Indiana University–Purdue University Indianapolis 2020-01-11
_[26] 뉴스 The Glittery Legacy of Lead at a Historic Native American Site https://www.atlasobs[...] Atlas Obscura 2019-11-07
_[27] 웹사이트 Glaze http://www.thepotter[...]
_[28] 논문 The (Pre-)History of the Integrated Circuit: A Random Walk ftp://119.235.48.163[...]
_[29] 서적 理科年表 平成20年 丸善
_[30] 웹사이트 http://www.mindat.or[...] 2011-10-05
_[31] 웹사이트 https://www.webminer[...] 2011-10-05
_[32] 서적 学術用語集 地学編 日本学術振興会
_[33] 서적 ROCK and GEM 岩石と宝石の大図鑑 誠文堂新光社
_[34] 서적 Hydrometallurgy 2008: Proceedings of the Sixth International Symposium SME 2008
_[35] 서적 The Art of Medicine in Ancient Egypt 2005