알루미늄 (aluminium)
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내용 요약
알루미늄은 주기율표 제3족에 속하며 가볍고 부드러운 은백색의 금속원소이다. 원소기호는 Al, 원자번호 13이다. 열과 전기의 양도체이며 강인하면서도 연성과 전성이 있어 얇은 박이나 선을 만들기 쉽다. 가볍고 표면에 녹이 생기지만 깊이까지 침식되지 않는다. 대부분을 보크사이트에서 추출하고 있다. 보크사이트는 오스트레일리아·자메이카·가이아나·수리남 등에서 많이 산출되나 우리나라에서는 산출되지 않는다. 금속과 합금하여 만든 경합금은 생활용품은 물론, 항공기·자동차 등에 사용된다. 근대산업에서 없어서는 안 되는 주요 재료이다.
정의
주기율표 제3족에 속하며 가볍고 부드러운 은백색의 금속원소.
내용
원소기호 Al, 원자번호 13, 원자량 26.9815, 녹는점 660.2℃, 비중 2.69이다.
열과 전기의 양도체이며 강인하면서도 연성(延性)과 전성(展性)이 있어 얇은 박(箔)이나 선을 만들기 쉽다. 비중이 2.69로 가볍고 표면에 녹이 나나 깊이까지 침식되지 않는다.
금속과 만들어진 여러 종류의 경합금(輕合金)은 일용생활용품에는 물론, 항공기 · 자동차 그 밖의 근대산업에서 없어서는 안 될 주요재료로서 널리 사용되고 있다.
알루미늄은 지각 구성원소 가운데 가장 풍부한 원소 중의 하나로서 토양 · 점토 · 조암광물(造岩鑛物) 등의 주요구성원을 이루고 있다. 그러나 알루미늄은 대부분이 보크사이트(bauxite)를 원광으로 하여 추출(抽出)되어지고 있다.
보크사이트는 한 종류의 광물이 아니라, 주로 깁사이트(gibbsite, Al(OH)₃)와 다이어스포어(diaspore, HAlO₂)를 주성분으로 한 여러 종류의 알루미늄-수산화광물의 집합체로 되어 있다.
보크사이트 광상은 성인적으로 풍화잔류광상에 속하며, 고온다습한 기후대에서 알루미늄 성분을 포함하는 암석이 지표 부근에서 오랫동안 풍화되는 과정에서 알루미늄 이외의 성분이 용탈(溶脫)됨으로써 상대적으로 알루미늄이 부화(富化)되어 생긴 광상이다. 보크사이트는 오스트레일리아 · 자메이카 · 가이아나 · 수리남 등에서 많이 산출되나 우리나라에서는 산출되지 않는다.
우리 나라에서 알루미늄 제련의 원광으로 개발된 것은 명반석(明礬石) · 다이어스포어 · 하석(霞石)과 알루미나셰일이다. 우리 나라의 명반석은 1924년경부터 일본의 아사다[淺田]화학공업주식회사와 나고야[名古屋]명반합자회사에 의하여 명반과 칼륨의 제조원료로 개발, 사용되어왔다.
1934년 저품위 명반석광의 부유선광(浮遊選鑛)과 금속알루미늄제련에 성공하여, 1935년에 전라남도 해남군에 있는 성산광산(聲山鑛山)과 효산광산(曉山鑛山)에서 산출되는 명반석광을 일본 요코하마[橫浜]에 수출하여 알루미늄을 제련한 것이 처음의 일이다. 그 뒤 해남군의 옥매산광산의 명반석광도 스미토모[住友]알루미늄제련주식회사에서 수입하여 알루미늄을 제련하였다.
옥매산광산에서 산출되는 명반석광의 AL₂O₃함량은 34.14％이다. 광복 후 이들 명반석광은 금속알루미늄제련원광으로는 사용되지 않고 명반이나 내화(耐火)벽돌의 소결재료(燒結材料)로 이용되고 있을 뿐이다. 우리 나라 명반석의 주요산지는 주로 전라남도 서남단에 많이 분포하며 납석(臘石)과 함께 산출되고 있어 납석광산으로 개발되고 있다.
하석에 대하여는 1939년에 일본 아사다화학공업주식회사가 강원도 평강군 현내면의 신성산(新城山)에서 알루미늄원광으로 개발하기 시작한 이래, 1940년에는 평강군 현내면의 복진산(福辰山)과 함경북도 길주군 장백면 상팔동에 있는 광상이 각각 개발되었다.
평강군에 있는 위의 두 광상은 하석이 하석섬장암(霞石閃長岩)의 조암광물로 포함되어 있어 매장량이 방대하다. 하석에는 칼륨과 나트륨의 함량도 높아 제2차세계대전 말엽에는 이 두 원소의 원료자원화개발이 계획되었다.
알루미나셰일은 비교적 많은 알루미나( AL₂O₃)를 포함하는 셰일을 말한다. 처음에는(1931) 평안남도 평양시 북쪽의 파북무연탄광(坡北無煙炭鑛)에서 내화벽돌의 원료로서 개발되었다.
이 광상은 중국 북동부(만주) 고생대 지층 중에 넓게 분포하고 있어, 우리 나라에도 같은 지진시대의 지층인 평안계사동통(平安系寺洞統)의 지층 중에 있을 것이라는 가정하에 탐사하여 발견된 것이다.
1940년 일본의 리겐[理硏]금속주식회사의 진남포제련소(鎭南浦製鍊所)에서 알루미나셰일을 원료로 해 금속알루미늄을 제련하기 시작하였다.
평양지방에서 산출되는 알루미나셰일광석의 알루미나 함량은 40∼45％이나 60∼70％되는 것도 있다. 평양부근의 알루미나셰일은 모두 평안계 상부 사동통 상부에 있는 무연탄층의 하반(下盤)을 이루고 있다.
알루미나셰일층의 두께는 9∼10m 이상 되는 것도 있으나 2m 내외되는 것이 보통이다. 국내에서 알루미늄원광으로 개발되었던 광상들은 모두 일본의 전쟁수행에 필요한 알루미늄원료가 궁핍하였던 시대에 개발되었던 것이다.
현재 국제적으로 알루미늄원광으로는 공통적으로 보크사이트가 이용되고 있어, 앞에 적은 광상들은 전쟁 후 내화재원광으로 개발되고 있을 뿐이다.
참고문헌
『한국광업지』(윤성순, 대한중석광업회사, 1952)
『한국의 지질과 광물자원』(김옥준교수정년퇴임기념지편집위원회, 1982)
『자원총람』(동력자원연구소, 1985)
