장석은 지구 지각에서 가장 중요한 암석 형성 광물 중 하나입니다. 칼륨이나 나트륨이 풍부한 장석은 세라믹, 에나멜, 유리, 연마재 및 기타 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 칼륨 장석은 칼륨 함량이 높고 물에 녹지 않는 칼륨 자원이기 때문에 미래에 칼륨 비료 제조에 사용될 수 있어 중요한 전략 광물 자원입니다. 루비듐이나 세슘과 같은 희귀 원소를 함유한 장석은 이러한 원소를 추출하기 위한 광물 원료로 사용될 수 있습니다. 아름다운 색상을 지닌 장석은 장식석이나 준보석으로도 사용됩니다.
장석은 유리 산업의 원료(총 소비량의 약 50~60% 차지)일 뿐만 아니라 세라믹 산업(30%)에도 사용되며, 나머지는 화학, 연마재, 유리섬유, 용접 전극 및 기타 산업에 사용됩니다.
유리 플럭스
장석은 유리 혼합물의 주요 구성 요소 중 하나입니다. 높은 Al₂O₃ 함량과 낮은 철 함량으로 인해 장석은 낮은 온도에서 녹고 용융 범위가 넓습니다. 주로 유리 혼합물의 알루미나 함량을 높이고, 용융 온도를 낮추며, 알칼리 함량을 증가시켜 알칼리 사용량을 줄이는 데 사용됩니다. 또한, 장석은 천천히 녹아 유리로 변하기 때문에 제품을 손상시킬 수 있는 결정 형성을 방지합니다. 장석은 유리의 점도를 조절하는 데에도 도움을 줍니다. 일반적으로 다양한 유리 혼합물에는 칼륨 장석이나 나트륨 장석이 사용됩니다.
세라믹 본체 성분
소성 전, 장석은 원료의 점도를 낮추는 역할을 하여 건조 수축 및 변형을 줄이고 건조 성능을 향상시키며 건조 시간을 단축합니다. 소성 과정에서 장석은 용융제로 작용하여 소성 온도를 낮추고 석영과 고령토의 용융을 촉진하며 액상에서 멀라이트 형성을 용이하게 합니다. 용융 과정에서 형성된 장석 유리는 소성체 내 멀라이트 결정립을 채워 밀도를 높이고 기공을 감소시켜 기계적 강도와 유전 특성을 향상시킵니다. 또한, 장석 유리의 형성은 소성체의 반투명도를 높입니다. 세라믹 소성체에 첨가되는 장석의 양은 원료 및 제품 요구 사항에 따라 달라집니다.
세라믹 유약
도자기 유약은 주로 장석, 석영, 점토로 구성되며, 장석 함량은 10~35%입니다. 도자기 산업(본체 및 유약 모두)에서는 주로 칼륨 장석이 사용됩니다.
물리적 및 화학적 특성
장석은 지구상에 널리 분포하는 광물로, 칼륨 함량이 높은 칼륨장석(화학식: KAlSi₃O₈)을 포함합니다. 정장석, 미크로클린, 산화석은 모두 칼륨장석의 일종입니다. 이러한 장석은 화학적 안정성이 뛰어나며 일반적으로 산에 의한 분해에 강합니다. 경도는 5.5~6.5, 비중은 2.55~2.75 t/m³, 융점은 1185~1490°C입니다. 흔히 함께 산출되는 광물로는 석영, 백운모, 흑운모, 녹주석, 석류석이 있으며, 소량의 자철석, 콜럼바이트, 탄탈라이트가 산출되기도 합니다.
장석 광상 분류
장석 광상은 생성 과정에 따라 크게 두 가지 유형으로 분류됩니다.
1. **편마암 또는 편마암질 편마암**: 일부 광맥은 화강암이나 염기성 암체 또는 이들의 접촉대에서 산출됩니다. 광석은 주로 페그마타이트 또는 분화된 장석 페그마타이트의 장석 블록대에 집중되어 있습니다.
2. **화성암형 장석 광상**: 이러한 광상은 산성, 중성 및 알칼리성 화성암에서 산출됩니다. 알칼리성 암석에서 발견되는 광상이 가장 중요하며, 대표적인 예로는 네펠린 섬장암이 있고, 그 다음으로는 화강암, 알바이트 화강암, 정장석 화강암, 석영 정장석 화강암 광상이 있습니다.
장석의 광물화 과정에 따라 장석 광상은 화성암형, 페그마타이트형, 풍화 화강암형, 퇴적암형으로 나뉘며, 그중 페그마타이트형과 화성암형이 주된 유형이다.
분리 방법
- **수작업 선별**: 다른 맥석 광물과의 확연한 모양 및 색상 차이를 기준으로 수작업 선별이 이루어집니다.
- **자력 분리**: 분쇄 및 연삭 후, 판형 자력 분리기, LHGC 수직 링 고경사 자력 분리기, HTDZ 전자기 슬러리 자력 분리기와 같은 자력 분리 장비를 사용하여 약자성 철, 티타늄 및 기타 불순물 광물을 제거하여 정제합니다.
- **부유선별**: 주로 산성 조건에서 HF산을 사용하고, 아민 양이온을 집광제로 사용하여 장석과 석영을 분리합니다.
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게시 시간: 2024년 6월 28일