보크사이트
보크사이트(bauxite) 또는 철반석(鐵礬石)은 알루미늄의 주요 광석으로, 여러 알루미늄 수산화물과 산화 철·점토 광물의 혼합물이다. 깁사이트(Al(OH)3), 뵈마이트(γ-AlO(OH)), 다이아스포어(α-AlO(OH))가 주요 알루미늄 함유 광물이며, 침철석, 적철석, 고령석 등이 함께 들어 있을 수 있다.[1]
형성
[편집]보크사이트는 주로 알루미늄을 포함한 암석이 덥고 습한 기후에서 오랫동안 풍화할 때 형성된다. 물에 잘 녹는 성분이 씻겨 나가고 알루미늄 화합물과 철 성분이 상대적으로 남으면서 라테라이트성 풍화층에 집중될 수 있다. 산출 환경과 원래 암석의 조성에 따라 광물 조성과 철 함량, 색이 달라진다.[2]
알루미늄 생산
[편집]보크사이트에서 알루미나를 얻는 대표적인 정제법은 베이어 공정(Bayer process)이다. 이 공정에서는 보크사이트를 수산화 나트륨 용액으로 처리하여 알루미늄 화합물을 녹이고, 불용성 성분을 분리한 뒤 알루미나를 회수한다. 이 과정에서 생기는 알칼리성 잔재물은 흔히 적니라고 하며, 저장과 관리가 자원 개발의 환경 문제 가운데 하나이다.[3]
회수한 알루미나는 녹인 빙정석 속에서 전기 분해하는 홀-에루 공정(Hall–Héroult process)을 거쳐 알루미늄 금속으로 만든다. 보크사이트의 광물 조성과 규소·철 함량은 정제 수율과 잔재물의 양에 영향을 준다.[3]
이름
[편집]1821년 프랑스의 지질학자 피에르 베르티에가 프로방스 레보에서 이 물질을 조사한 데서 이름이 유래했다. 1847년에는 프랑스 광물학자 아르망 뒤프르누아가 레보의 수화 알루미나를 beauxite라는 이름으로 기록했다.[4]
산출 형태
[편집]보크사이트 광상은 지표 가까이의 풍화층으로 산출하는 경우가 많아 노천 채굴이 이루어지기도 한다. 라테라이트성 광상 외에도, 알루미늄이 녹아 이동한 뒤 석회암·백운암 지대에 다시 쌓여 형성된 카르스트형 광상이 알려져 있다. 광상의 형태와 성인에 따라 채굴 방법, 품위, 동반 광물이 달라진다.[2][5]
풍화형 광상은 장기간 화학 풍화가 진행된 지표 환경과 관련되는 경우가 많다. 반면 카르스트형 광상은 석회암·백운암의 용식 지형에 보크사이트 물질이 쌓여 형성될 수 있다.[2] 미국 지질조사국은 오스트레일리아, 기니, 브라질, 중국 등을 주요 보크사이트 생산국으로 제시한다.[6]
보크사이트는 습윤한 상태로 대량 운송할 때 화물 내부에서 액상화가 일어날 수 있는 벌크 화물로 분류된다. 액상화한 화물이 선창 안에서 이동하면 선박의 안정성이 떨어질 수 있으므로, 운송 전에 수분 상태와 적재 조건을 확인해야 한다.[7]
보크사이트는 알루미늄 생산뿐 아니라 갈륨의 주요 원료이기도 하다. Bayer 공정에서 갈륨은 수산화 나트륨 용액에 농축될 수 있지만, 회수량은 원광의 갈륨 농도와 공정 조건에 따라 달라진다.[8]
노천 채굴은 식생과 표토를 제거하므로 서식지와 토양·수문 환경을 바꿀 수 있다. 채굴이 끝난 뒤에는 표토를 다시 덮고 식생을 복원하는 과정이 필요하며, 적니는 알칼리성 잔재물이므로 보관과 처분 방법을 별도로 관리해야 한다.[5][9]
같이 보기
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각주
[편집]- ↑ “The Clay Minerals Society Glossary for Clay Science Project”. 2016년 4월 16일에 원본 문서에서 보존된 문서.
- 1 2 3 Bárdossy, György (1982). 《Karst Bauxites》 (영어). Amsterdam: Elsevier. 16쪽. ISBN 978-0-444-99727-2.
- 1 2 “Bauxite and Alumina Statistics and Information” (영어). 미국 지질조사국.
- ↑ Armand Dufrénoy (1847). “Traité de minéralogie” (프랑스어).
- 1 2 Annandale, Mark; Meadows, John; Erskine, Peter (2021). “Indigenous forest livelihoods and bauxite mining: A case-study from northern Australia”. 《Journal of Environmental Management》 294: 113014. doi:10.1016/j.jenvman.2021.113014.
- ↑ “Mineral Commodity Summaries 2026: Bauxite and Alumina” (PDF) (영어). 미국 지질조사국. 2026.
- ↑ “IMSBC CODE GROUP A CARGOES” (영어). BIMCO. 2021년 11월 21일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2026년 8월 8일에 확인함.
- ↑ Schulte, R. F.; Foley, N. K. (2014). “Compilation of Gallium Resource Data for Bauxite Deposits” (PDF) (영어). 미국 지질조사국.
- ↑ “Environmental Aspects of Alumina Production” (PDF) (영어). 유엔환경계획.
