빙정석

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 역사
3. 산출지
4. 물리적 특성
5. 용도
참조

1. 개요

빙정석은 1798년 덴마크의 페데르 크리스티안 아빌드가르드에 의해 처음 기술된 광물이다. 그리스어 'κρύος'(cryos, 서리)와 'λίθος'(lithos, 돌)에서 유래되었으며, 그린란드 이비투트와 아르숙 피오르드에서 주로 채취되었다. 알루미늄 제련 과정에서 산화 알루미늄의 용매로 사용되며, 살충제 및 살균제, 폭죽의 착색제로도 활용된다.

더 읽어볼만한 페이지

나트륨 광물 - 소금
소금은 염화나트륨을 주성분으로 하며, 조미료, 식품 보존, 산업, 종교 의식 등 다양한 분야에서 활용되고, 인체에 필수적인 영양소를 제공하지만 과다 섭취 시 건강 문제를 일으킬 수 있으며, 암염 채굴, 천일염 생산, 해수 증발 등의 방법으로 제조된다.
나트륨 광물 - 몬모릴로나이트
몬모릴로나이트는 층상구조 점토광물로 이온 교환 능력과 높은 수분 흡수력을 가지며, 토목공학, 유화 작용, 티크소트로피 등의 특징을 보이고, 알칼리성 토양 및 열수 변질 작용으로 생성되어 다양한 산업 분야와 환경 정화에 활용되며 인체 건강 및 환경 영향에 대한 연구가 진행 중이다.
단사정계 광물 - 석고
석고는 황산칼슘으로 이루어진 광물로, 다양한 형태로 존재하며 건축, 농업, 의료 등 다양한 분야에서 활용된다.
단사정계 광물 - 모나자이트
모나자이트는 M(III)PO4 형태의 란타넘족 원소의 중요한 원천 광물이며, 희토류 금속 추출 및 핵폐기물 처리에 활용된다.
알루미늄 광물 - 흑운모
흑운모는 벽개를 가져 쉽게 벗겨지는 판상 광물로, 화성암과 변성암에서 흔히 발견되며 연대 측정 및 변성암 연구에 활용되고, 대륙 지각의 상당 부분을 차지할 정도로 풍부하다.
알루미늄 광물 - 제올라이트
제올라이트는 알루미늄과 규소 원자가 산소 원자로 연결된 3차원 골격 구조의 미세 기공성 알루미노실리케이트 광물로, 분자체 특성을 이용하여 촉매, 흡착제, 이온 교환제 등 다양한 산업 분야에서 활용되며 Si/Al 비율에 따라 안정성이 달라진다.

빙정석
광물 정보
아이비그투트, 그린란드산 빙정석
분류	할로겐화 광물
화학식	Na₃AlF₆
몰 질량	209.9 g mol⁻¹
IMA 기호	Crl
스트룬츠 분류	3.CB.15
데이나 분류	11.6.1.1
결정계	단사정계
공간군	P2₁/n
격자 상수	a = 7.7564(3) Å, b = 5.5959(2) Å, c = 5.4024(2) Å; β = 90.18°; Z = 2
색상	무색에서 흰색, 갈색, 적색, 드물게 검은색
결정형	보통 덩어리 모양, 조립질. 드문 결정은 등축정이며 유사 입방정
쌍정	매우 흔하며, 종종 반복되거나 다합성쌍정을 이룸. 여러 쌍정 법칙이 동시에 발생
쪼개짐	관찰되지 않음
깨짐	고르지 않음
굳기	부서지기 쉬움
모스 굳기계	2.5에서 3
광택	유리 광택에서 기름 광택, {001} 면에서는 진주 광택
굴절률	n_α = 1.3385–1.339, n_β = 1.3389–1.339, n_γ = 1.3396–1.34
복굴절	δ = 0.001
광학적 성질	2축성 (+)
2V	43°
조흔색	흰색
비중	2.95에서 3.0
용융점	1012 °C
용해도	AlCl₃ 용액에 용해됨, H₂SO₄에 용해되어 유독한 HF 가스 발생. 물에는 불용성.
투명도	투명에서 반투명
기타 특징	약한 열발광. 작은 투명 조각은 물에 넣으면 굴절률이 물과 비슷하여 거의 보이지 않게 됨. 단파 자외선 하에서 강렬한 노란색 형광을 내며, 노란색 인광을 띔. 장파 자외선 하에서는 옅은 노란색 인광을 띔. 방사성을 띠지 않음.
추가 정보
역사적 정보	Eclipse Metals, 그린란드의 독특한 역사적인 빙정석 광산 인수

2. 역사

빙정석은 1798년 덴마크의 과학자 아빌드가르드에 의해 처음 기술되었다.^[9]^[10] 그 이름은 그리스어 "cryos"(서리)와 "lithos"(돌)에서 유래했다.^[12] 과거 그린란드 이비투트 광산이 주요 공급지였으며,^[11] 펜실베이니아 솔트 제조 회사는 빙정석을 활용하여 다양한 화합물을 생산했다.

빙정석은 역사적으로 알루미늄 광석 및 보크사이트 전해 처리 과정에서 용융제로 사용되어 알루미늄 생산에 중요한 역할을 했다. 순수한 빙정석은 1012 °C (1285 K)에서 녹으며, 알루미늄 산화물을 충분히 잘 용해하여 전기 분해를 통해 알루미늄을 쉽게 추출할 수 있게 한다. 오늘날에는 천연 빙정석이 이 용도로 사용하기에 너무 희귀하므로, 형석에서 합성 플루오르화알루미늄나트륨을 생산하여 대체한다.

제2차 세계 대전 중, 미국은 전략적 자원인 빙정석 광산이 나치의 손에 넘어가는 것을 막기 위해 그린란드 이비투트 광산 보호에 개입했다.^[13]

2. 1. 발견과 명칭

빙정석은 1798년 덴마크의 수의사이자 의사인 페데르 크리스티안 아빌드가르드(Peder Christian Abildgaard, 1740–1801)에 의해 처음으로 기술되었다.^[9]^[10] 빙정석은 그린란드 남서부 이비투트(Ivigtut, 구 표기)와 인근 아르숙 피오르드(Arsuk Fjord)의 매장지에서 채취되었다.^[11] 이 이름은 그리스어의 κρύος|cryos^grc(서리)와 λίθος|lithos^grc(돌)에서 유래되었다.^[12]

2. 2. 초기 활용

펜실베이니아 솔트 제조 회사는 19세기와 20세기 동안 나트로나, 펜실베이니아 공장과 콘웰스 하이츠, 펜실베이니아의 통합 화학 공장에서 빙정석을 대량으로 사용하여 수산화나트륨과 불화수소산을 포함한 불소 화합물을 생산했다.^[11]

2. 3. 알루미늄 제련

알루미늄 제련 과정에서, 용융된 빙정석은 홀-에루 전기분해법에서 산화알루미늄(Al₂O₃)의 용매로 사용된다.^[16] 이는 산화알루미늄의 녹는점을 2000~2500 °C에서 900~1000 °C로 낮추고 전도성을 높여^[16] 알루미늄 추출을 더욱 경제적으로 만든다.^[17] 순수한 빙정석 자체는 1012 °C(1285 K)에서 녹으며, 알루미늄 산화물을 충분히 잘 용해하여 전기 분해를 통해 알루미늄을 쉽게 추출할 수 있게 한다. 재료를 가열하고 전기 분해하는 데 상당한 에너지가 필요하지만, 산화물 자체를 녹이는 것보다 에너지 효율이 훨씬 높다. 오늘날에는 천연 빙정석이 이 용도로 사용하기에 너무 희귀하므로, 형석에서 합성 플루오르화알루미늄나트륨을 생산하여 대체한다.

2. 4. 제2차 세계 대전과 빙정석

1940년, 미국은 나치 독일이 그린란드 이비투트에 있는 세계 최대의 빙정석 광산을 차지하는 것을 막기 위해 개입했다.^[13]

3. 산출지

그린란드 서해안의 이비투트는 대표적인 빙정석 산출지였으나, 현재는 고갈되었다.^[14]^[15] 스페인 일부 지역, 콜로라도주 파이크스 피크(Pikes Peak) 기슭, 퀘벡주 몬트리올 근처 프랑콩 채석장, 러시아 미아스크에서도 소규모 빙정석 매장량이 보고되었다.^[14]^[15]

4. 물리적 특성

빙정석은 유리처럼 투명하거나, 무색, 흰색, 붉은색 또는 회색빛 검정색의 기둥 모양 단사정계 결정으로 산출된다. 모스 경도는 2.5~3이고, 비중은 약 2.95~3.0이다. 굴절률이 약 1.34로 매우 낮아 투명하거나 반투명하며, 이는 물의 굴절률과 매우 유사하여 물에 담그면 거의 보이지 않게 된다.^[7]

5. 용도

융해된 빙정석은 알루미늄 제련에 사용되는 홀-에루 전기분해법에서 산화알루미늄(Al₂O₃)의 용매로 사용된다. 이는 산화알루미늄의 녹는점을 2000°C~2500°C에서 900°C~1000°C로 낮추고 전도성을 높여^[16] 알루미늄 추출을 더욱 경제적으로 만든다.^[17]

빙정석은 살충제와 살균제로도 사용된다.^[18] 또한 폭죽에 노란색을 내는 데에도 사용된다.^[19]

참조

_[1] 논문 IMA–CNMNC approved mineral symbols 2021
_[2] 서적 CRC Handbook of Chemistry and Physics
_[3] 서적 Dana's new mineralogy : the system of mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana. Wiley 1997
_[4] 웹사이트 Cryolite: Cryolite mineral information and data http://www.mindat.or[...] 2010-10-03
_[5] 웹사이트 Cryolite Mineral Data http://www.webminera[...] 2010-10-25
_[6] 웹사이트 Cryolite http://rruff.geo.ari[...] 2010-10-25
_[7] 서적 Manual of mineralogy : (after James D. Dana) Wiley 1985
_[8] 웹사이트 Eclipse Metals buys unique historical cryolite mine in Greenland https://im-mining.co[...] 2021-01-15
_[9] 논문 Norwegische Titanerze und andre neue Fossilien https://books.google[...]
_[10] 논문 Om Norske Titanertser og om en nye Steenart fra Grönland, som bestaaer af Flusspatsyre og Alunjord http://babel.hathitr[...]
_[11] 논문 Short notice concerning the properties and external characters of some fossils from Sweden and Norway; together with some chemical remarks upon the same https://www.biodiver[...] 1802
_[12] 서적 A Dictionary of the Names of Minerals Including Their History and Etymology https://books.google[...] John Wiley & Sons 1896
_[13] 웹사이트 How This Abandoned Mining Town in Greenland Helped Win World War II https://www.smithson[...] 2023-03-26
_[14] 웹사이트 CRYOLITE (Sodium Aluminum Fluoride) http://www.galleries[...] 2020-10-07
_[15] 웹사이트 Cryolite mineral https://www.britanni[...] 2020-10-07
_[16] 논문 Properties of Low-Temperature Melting Electrolytes for the Aluminum Electrolysis Process: A Review https://hal.archives[...] 2010-11-11
_[17] 서적 Handbook of Aluminum: Volume 2: Alloy production and materials manufacturing. vol. 2 Marcel Dekker, Inc. 2003
_[18] 논문 Efficacy of cryolite against major lepidopteran pests of cauliflower https://www.cabdirec[...]
_[19] 웹사이트 How Firework Colors Work and the Chemicals That Make Vivid Colors https://www.thoughtc[...] 2019-09-01

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com