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광물을 제조하는 우리의 능력은 보석 시장과 의료 산업을 변화시키고 심지어 공기 중 탄소를 빨아들이는 데 도움을 줄 수 있습니다.

Sep 14, 2023Sep 14, 2023

퀸즈랜드 대학교 지구금속학/응용 지구화학 선임 연구원

퀸즈랜드 대학교 수석 연구원

저자는 이 기사의 혜택을 받을 수 있는 회사나 조직에서 일하거나, 컨설팅하거나, 주식을 소유하거나 자금을 지원받지 않으며, 학술 임명 외에는 관련 제휴 관계를 공개하지 않았습니다.

University of Queensland는 The Conversation AU의 회원으로서 자금을 제공합니다.

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지난달 과학자들은 에드스코타이트(Edscottite)라는 광물을 발견했습니다. 미네랄은 석영이나 적철석과 같이 살아 있지 않은 고체의 자연 발생 물질입니다. 이 새로운 광물은 1951년 빅토리아 중부에서 발견된 금속처럼 보이는 암석인 웨더번 운석(Wedderburn Meteorite)을 조사한 후에 발견되었습니다.

에드스코타이트(Edscottite)는 철과 탄소로 이루어져 있으며 다른 행성의 핵 내에서 형성되었을 가능성이 높습니다. 이는 "진정한" 광물, 즉 지구나 우주 공간에서 자연적으로 발생하고 지질학적 과정에 의해 형성된 광물을 의미합니다.

그러나 웨더번 운석이 에드스코타이트(Edscottite)를 최초로 발견한 반면, 채광 및 광물 가공과 같은 인간 활동의 결과로 형성된 물질인 다른 새로운 광물 발견이 지구에서 이루어졌습니다. 이를 인위적 광물이라고 합니다.

실제 광물은 알려진 광물 약 5,200종의 대부분을 차지하지만, 국제광물학협회에서 광물로 승인한 인공 광물도 약 208종에 이릅니다.

일부는 의도적으로 만들어지고 다른 일부는 부산물입니다. 어느 쪽이든, 광물 제조 능력은 빠르게 증가하는 인구의 미래에 막대한 영향을 미칩니다.

기후변화는 우리가 직면한 가장 큰 과제 중 하나입니다. 정부가 석탄 연소 발전소의 미래에 대해 논의하는 동안에도 이산화탄소는 계속해서 대기 중으로 방출됩니다. 이를 포착하기 위해서는 혁신적인 전략이 필요합니다.

네스퀘호나이트와 같은 광물을 적극적으로 제조하는 것도 가능한 접근법 중 하나입니다. 건축 및 건설 분야에 적용할 수 있으며 이를 제조하려면 대기에서 이산화탄소를 제거해야 합니다.

더 읽어보기: 기후 설명: 이산화탄소가 지구 기후에 그토록 큰 영향을 미치는 이유

Nesquehonite는 마그네시아 암석이 천천히 부서질 때 자연적으로 발생합니다. 이는 호주 수도 특별구의 패디스리버 광산과 뉴사우스웨일즈 지역의 광산에서 확인되었습니다.

그러나 과학자들은 이산화탄소를 알칼리성 용액에 통과시키고 염화마그네슘이나 탄산나트륨/중탄산염과 반응시킴으로써 이를 만들 수도 있다는 것을 발견했습니다.

이는 점점 성장하고 있는 연구 분야입니다.

뉴 사우스 웨일즈의 Woodsreef 석면 광산 과학자들이 발견한 바와 같이 석면 광미가 대기 이산화탄소를 수동적으로 흡수할 때 하이드로탈사이트와 같은 다른 합성 광물이 생성됩니다.

이것은 일종의 "현대 연금술"이라고 할 수 있는데, 이를 활용하면 공기 중 이산화탄소를 대규모로 빨아들이는 효과적인 방법이 될 수 있습니다.

채광 및 광물 처리는 경제적으로 중요한 요소와 함께 충분한 미네랄을 함유하고 있는 자연적으로 발생하는 암석 또는 퇴적물인 광석에서 금속을 회수하도록 설계되었습니다. 그러나 채굴과 광물 가공을 통해 새로운 광물이 생성될 수도 있습니다.

제련은 광석을 고온으로 가열하여 순수한 금속을 생산함으로써 납, 아연, 구리와 같은 다양한 상품을 생산하는 데 사용됩니다.

이 공정에서는 또한 용암과 유사한 용융된 액체로 퇴적되는 슬래그라고 하는 유리 같은 폐기물이 생성됩니다.

일단 냉각되면 용암과 슬래그 사이의 조직 및 광물학적 유사성은 수정처럼 명확해집니다.

미세 규모 검사를 통해 슬래그에 포함된 인간이 만든 광물은 자연에서는 불가능한 금속을 결정 격자에 수용하는 고유한 능력을 가지고 있음을 보여줍니다.

이는 광산 폐기물(잠재적인 2차 자원)에서 금속을 회수하는 것이 사회의 증가하는 금속 수요를 보충하는 효과적인 방법이 될 수 있음을 의미합니다. 문제는 비용 효과적인 프로세스를 개발하는 데 있습니다.