활석

3. 생성

4. 구조

활석은 파이로필라이트와 유사한 구조를 가진 삼팔면체 층상 광물이다.^[2] 활석의 결정 구조는 ''TOT'' 층이 약한 반데르발스 힘으로 결합된 형태이다. ''TOT'' 층은 두 개의 사면체 시트(''T'')와 하나의 삼팔면체 시트(''O'')로 구성된다.^[10] 이러한 약한 결합 때문에 활석은 완벽한 기저면 절리가 생기고 매우 부드러운 특징을 가진다.^[10]

사면체 시트는 실리콘 이온이 네 개의 산소 이온으로 둘러싸인 실리카 사면체로 구성되며, 이들은 육각형 시트를 형성한다. 삼팔면체 시트는 수브라이트 광물 시트와 유사한 구조를 가지며, 첨점 산소는 사면체 시트와 삼팔면체 시트를 단단히 결합시키는 역할을 한다.^[10]

결합된 TOT 층은 전기적으로 중성이다. T 시트와 O 시트의 육각형 크기가 약간 달라 TOT 층으로 결합될 때 시트가 약간 왜곡되어 육각형 대칭이 깨지기도 하지만, 활석 결정의 의사삼방 특성에서 원래의 육팔면체 대칭을 확인할 수 있다.^[3]

5. 산출지

활석은 전 세계적으로 변성암 지역에서 흔히 발견되며, 특히 초염기성암을 포함하는 변성대에서 많이 발견된다. 백운모편암의 대표적인 예로는 미국의 서부 프란시스칸 변성대, 이탈리아의 서유럽 알프스 산맥, 머스그레이브 지괴, 그리고 히말라야 산맥 등이 있다. 활석-탄산염 초염기성암은 서호주 일가른 크레이톤의 코마타이트대, 오스트레일리아 동부의 래클란 습곡대, 브라질, 기아나 순상지, 터키, 오만, 중동의 오피올라이트대 등에서 발견된다.

서호주에 있는 마운트 시브룩 활석 광산은 주목할 만한 활석 매장지이며, 프랑스에 본사를 둔 루제낙 그룹은 세계 최대 활석 공급업체이다. 루제낙 그룹의 최대 활석 광산은 프랑스 남부 루제낙 근처 트리무에 있으며, 연간 40만 톤의 활석을 생산한다.

아프가니스탄 낭가르하르주에서 생산되는 활석은 분쟁 광물로 지정되어 있는데, 이는 탈레반과 이슬람 국가 간의 무력 충돌 자금 조달에 활석 이익이 사용되고 있기 때문이다.^[12][64]

홋카이도 마쓰마에, 이바라키현 히타치시 등에서 활석이 생산된다.^[65]

6. 용도

활석은 제지, 플라스틱, 페인트 및 코팅(예: 금속 주조 금형), 고무, 식품, 전선, 의약품, 화장품 및 세라믹을 포함한 많은 산업에서 사용된다. 거친 회색빛 녹색의 고활석 암석은 비누돌 또는 스테아타이트이며, 스토브, 싱크대, 전기 배전반 등에 사용된다. 열, 전기 및 산에 대한 저항성 때문에 실험대 상판과 전기 배전반의 표면에 자주 사용된다.

미세하게 분쇄된 형태의 활석은 화장품(활석 분말), 윤활제 및 제지용 충전제로 사용된다. 제조 과정에서 표면이 달라붙는 것을 방지하기 위해 내관과 고무 장갑의 안쪽에 코팅하는 데 사용된다. 활석 분말은 정제 과정을 거쳐 기저귀 발진(기저귀 발진)을 예방하는 수렴제 분말인 아기 분말로 사용되어 왔다. 미국 소아과 학회는 흡입 시 호흡 곤란 및 심각한 폐 손상을 포함한 호흡기 문제의 위험이 있으므로 부모가 아기 분말 사용을 피하도록 권장한다.^[13] 입자가 작기 때문에 분말을 바르는 동안 공기 중에 입자가 떠다니는 것을 막기 어렵다. 산화아연 기반 연고가 훨씬 더 안전한 대안이다.

비누돌(괴상 활석)은 종종 용접 또는 금속 가공의 표시 용도로 사용된다.^[14][15]

활석은 식품 첨가물 또는 의약품에서 활택제로 사용된다. 의학에서는 재발성 흉막 삼출 또는 기흉을 방지하기 위한 흉막 유착술 약제로 사용된다. 유럽 연합에서는 첨가물 번호가 '''E553b'''이다. 활석은 흰색 쌀 가공 과정에서 광택 단계의 연마제로 사용될 수 있다.

낮은 전단 강도로 인해 활석은 가장 오래된 고체 윤활제 중 하나이다. 또한 윤활유에 마찰 감소 첨가제로 활석을 제한적으로 사용한다.^[16]

활석은 도자기 산업에서 본체와 유약 모두에 널리 사용된다. 저온 소성 공예품 본체에서는 백색도를 부여하고 열팽창을 증가시켜 크레이징을 방지한다. 석기에서는 소량의 활석을 사용하여 본체를 용융시켜 강도와 유리화를 향상시킨다. 고온 유약에서 MgO 용융제의 원천이다(용융 온도 조절). 또한 토기 유약에서 매트제로 사용되며 고온에서 마그네시아 매트를 생산하는 데 사용될 수 있다.

ISO 표준(ISO 3262)에 따른 활석의 품질은 다음과 같다.

마그네슘 규산염을 시멘트 대체재로 사용하는 특허가 출원 중이다. 생산 요건은 일반 포틀랜드 시멘트보다 에너지 소비가 적다(활석의 경우 약 650 °C의 가열 요구량, 포틀랜드 시멘트 생산을 위한 석회석의 경우 1500 °C). 또한 경화 시 훨씬 더 많은 이산화탄소를 흡수한다. 이는 시멘트 대체재가 사용량 1톤당 0.6톤의 CO₂를 제거하기 때문에 전반적으로 탄소 발자국이 음수가 된다. 이는 기존 시멘트의 경우 톤당 0.4톤의 긍정적인 탄소 발자국과 대조된다.^[17]

활석은 벽 코팅의 기본 성분인 페인트 등 건축 내장재 생산에 사용된다. 활석을 광범위하게 사용하는 다른 분야로는 유기농 농업, 식품 산업, 화장품 및 아기 분말, 세제 분말과 같은 위생 제품이 있다.

활석은 때때로 불법 헤로인의 첨가제로 사용되어 부피와 무게를 늘려 거리 가격을 높인다. 정맥 주사 시 폐 활석증을 유발할 수 있는데, 이는 폐의 육아종성 염증이다.

멸균 활석 분말(미국 국립의약품 코드(National Drug Code, NDC) 63256-200-05)은 흉막유착술(pleurodesis) 과정에 사용되는 경화제이다. 이는 폐와 흉벽 사이 공간에 비정상적으로 체액이 고이는 흉수(pleural effusion)를 예방하기 위한 암 치료법으로 도움이 될 수 있다. 흉관을 통해 해당 공간에 주입되어 폐쇄되어 체액이 고이지 않도록 한다. 이 제품은 건열, 에틸렌 옥사이드 또는 감마선 조사를 통해 살균할 수 있다.^[18]

7. 안전성

활석과 폐 질환, 폐암, 피부암, 난소암과의 관련성에 대한 여러 연구가 진행되었다. 1993년 미국 국립독성연구원의 동물 실험 결과에 따르면, 석면류 섬유를 포함하지 않은 화장품용 활석도 종양을 유발할 수 있다는 결과가 나왔다.^[23] 1960년대 후반부터 활석의 위험성이 경고되었으며, 1971년에는 난소 종양의 75%에서 활석 입자가 발견되기도 했다.^[26]

IARC는 석면을 함유한 활석을 1군 발암물질로, 회음부에 활석을 사용하는 것을 2B군 발암 가능성이 있는 물질로 분류한다.^[19] 석면을 함유하지 않은 활석은 2A군 발암 가능성이 높은 물질로 분류된다.^[19] 그러나 Cancer Research UK와 American Cancer Society의 검토 결과는 연구마다 상이했다.^[20][21]

1995년과 2000년 연구에서는 활석이 난소암을 유발할 가능성은 있지만 결정적인 증거는 없다고 결론 내렸다.^[28][29] 2014년 Journal of the National Cancer Institute 논문에서도 회음부 활석 분말 사용과 난소암 위험 사이의 관련성은 발견되지 않았다.^[31] 2015년 Cosmetic Ingredient Review Expert Panel은 화장품에 사용되는 농도의 활석은 안전하다고 결론지었다.^[32]

FDA는 석면을 포함하지 않은 활석을 화장품에 사용하는 것을 일반적으로 안전하다고 인정한다.^[18] 그러나 활석 채굴 시 석면 광석과 함께 발견되는 경우가 있어 석면 오염 문제가 제기되기도 한다.^[36]

2018년 로이터 조사에 따르면 존슨앤드존슨은 수십 년 동안 자사 베이비파우더에 석면이 함유되어 있다는 사실을 알고 있었다.^[40] 존슨앤드존슨은 이 문제로 인해 미국과 캐나다에서 베이비파우더 판매를 중단했고,^[41] 2022년에는 활석 기반 파우더 생산을 중단하고 옥수수 전분 기반 파우더로 대체할 것이라고 발표했다.^[43]

활석 자체는 석면(アスベスト)과는 다르지만, 산지에 따라 유해 물질이 포함될 수 있으며,^[55][60] 불순물로 석면을 함유할 경우 중피종을 유발할 수 있다.^[62]

7. 1. 산업 등급

7. 2. 식품 등급

8. 법적 분쟁

국제암연구소(International Agency for Research on Cancer)는 2006년에 활석 파우더가 여성 생식기에 사용될 경우 인체 발암 가능성이 있다고 분류했다. 그럼에도 불구하고, 미국의 어떤 연방 기관도 활석 파우더를 시장에서 제거하거나 경고를 추가하는 조치를 취하지 않았다.^[44]

활석 파우더 사용으로 인한 난소암 발병과 관련하여 존슨앤존슨(Johnson & Johnson)(J&J)을 상대로 한 소송이 다수 제기되었다. 주요 소송 사례는 다음과 같다.

2016년 기준으로 최소 1200~2000건의 활석 파우더 관련 소송이 계류 중이었다.^[47][52]

2020년, J&J는 130년 동안 판매해 온 활석 기반 베이비 파우더 판매를 중단했다.^[53] 2023년, J&J는 5만 명의 원고와 거의 90억달러의 합의를 제안했지만, 법원은 J&J 자회사가 재정적 어려움에 처하지 않았다는 이유로 파산 법원을 통한 소송 해결을 불허했다.^[53]

2023년 7월, J&J는 활석과 암을 연관 지은 연구자들을 엉터리 과학(junk science)을 사용했다며 고소했지만, 피고 측은 과학자들을 침묵시키기 위한 소송이라고 주장했다.^[54]

참조

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