텅스텐 (tungsten)

과학기술

개념

내용 요약

음성 재생

텅스텐은 산소족에 속하며 굳고 단단한 백색 또는 회백색의 금속원소이다. 원자번호 74, 원자량 183.84로서 원소기호 W로 표시된다. 우리말로는 중석이라 한다. 상온에서는 물과 반응하지 않으나 고온에서는 산화물이 된다. 텅스텐 탄화물(WC)은 매우 단단하여 초경합금과 공구용으로 많이 사용된다. 우리나라는 텅스텐 광석의 세계 주요 생산국 중의 하나이다. 텅스텐 광상은 1933년부터 일본의 전쟁 수행에 필요한 전략물자로서 개발되었다. 강원도 영월군의 상동광산은 현재 세계적으로 유명한 광산 중의 하나이다.

정의

산소족에 속하며 굳고 단단한 백색 또는 회백색의 금속원소.

내용

원자번호 74, 원자량 183.84로서 원소기호 W로 표시된다. 우리말로는 중석(重石)이라 한다. 영어 tungsten은 스웨덴어 tung(무거운)과 sten(돌)에서 유래되었다. 백색 또는 회백색의 금속이며, 녹는 점은 3,422℃, 비중은 19.25이다.

상온에서는 물과 반응하지 않으나 고온에서는 산화물이 된다. 녹는 점이 높고, 밀도 · 인장강도(引張强度)^주3 · 탄성계수^주4 · 고온강도(高溫强度) 등이 크고 열팽창계수^주5가 금속 중에서 가장 낮다. 이와 같은 성질을 이용하여 특수강용, 텅스텐합금용, 전기나 진공관 필라멘트용, 화학용 등으로 사용된다.

텅스텐 탄화물(WC)은 매우 단단하여 초경합금(超硬合金)과 공구(工具)용으로 가장 많이 사용되어 자유 세계 텅스텐 소비의 거의 반을 차지한다. 지구상에 비교적 널리 존재하나 그 양은 많지 않다. 텅스텐 광물로는 여러 가지 조성의 것이 있으나 그 중 실제 텅스텐 광석광물로 많이 산출되고 있는 것은 철망간중석^주6과 회중석^주7이다.

철망간중석은 철과 망간의 함량에 따라 철분이 많은 것은 퍼버라이트(ferberite), 망간성분이 많은 것은 휴브네라이트(huebnerite)라 부른다. 철망간중석은 일명 흑중석이라 불리기도 한다. 텅스텐광석은 주로 페그마타이트광상^주1 · 스카른광상 · 열수광상^주2의 세 가지 성인형의 광상에서 산출된다.

페그마타이트광상에서는 철망간중석 또는 회중석이 산출된다. 스카른광상에서는 철망간중석보다는 회중석이 주로 산출되며, 세계 텅스텐광석의 대부분은 이 광상에서 산출된다. 열수광상에서는 철망간중석이 주로 산출되나 때로는 상당량의 회중석을 수반하기도 한다. 열수광상 중에는 광석의 산출량이 상당히 많은 것도 있다.

이들 광산에서 산출되는 조광(粗鑛)^주8 품위는 WO₃ 0.5∼1.7％로 이를 분쇄한 뒤 비중선광(比重選鑛)^주9 · 부유선광(浮遊選鑛)^주10 · 자력선광(磁力選鑛)^주11 · 화학처리 등으로 불순물을 제거하여 품위를 높여 WO₃ 65∼70％의 정광(精鑛)^주12을 생산하는 것이 보통이다.

텅스텐광상은 거의 모든 나라에서 발견되고 있으나 자원적으로는 편재되어 있고, 우리나라(남북한 포함)도 텅스텐 광석의 세계 주요생산국 중의 하나이다. 우리나라에서 텅스텐광이 처음 발견된 것은 1908년으로 경상북도 약목(若木) 부근에서 철망간중석이 채집된 것이라 한다. 광상은 1911년 평안북도 창성군에서 처음 발견된 뒤, 1912년 강원도 금강산의 광산, 1913년 충청남도 청양군의 청양광산, 충청북도 중원군(현재의 충주시)의 대화(大華)광산 등이 계속 발견되었다.

때마침 제1차 세계대전이 발발하여 전쟁 중 텅스텐은 무기생산에 긴요한 물질로 국내 텅스텐광상은 일본인에 의하여 활발히 개발되었다. 1933년 일본의 만주 침략에서 시작하여 제2차 세계대전이 끝날 때까지 우리나라의 텅스텐광상은 일본의 전쟁수행에 필요한 전략물자로서 정책적으로 크게 개발되었다.

강원도 영월군의 상동(上東)광산은 광상의 규모로 보아 현재 세계적으로 유명한 광산 중의 하나이다. 남한에서 텅스텐광으로 등록된 광구수(鑛區數)는 500여 개가 된다. 이들 광상을 지역별로 보면 강원도 · 경상북도 · 충청북도 도경계 부근지역에 전체의 80％ 이상이 밀집분포한다. 그 밖에 경기도 · 강원도 중부지역, 경상북도남부 · 경상남도 지역 등에 산재한다.

우리나라 텅스텐광상을 성인적으로 분류하면 페그마타이트광상 · 스카른광상 · 열수광상으로 나누어진다. 열수광상은 형태별로 보아 광맥형(鑛脈型) · 각력(角礫)파이프형 · 광염망상세맥형(鑛染網狀細脈型) 등이 있다.

이들 광상의 성인형을 지역별로 보면 페그마타이트광상 · 스카른광상의 대부분은 강원도 · 경상북도 · 충청북도 도경계지역과 경기도 · 강원도 중부지역에 분포한다. 열수광상 중 각력파이프형 · 광염망상세맥형광상은 경상북도 남부 · 경상남도지역에 분포한다. 그 밖의 광맥형 열수광상은 지역적으로 편재하지 않는다.

우리나라 텅스텐광상에서는 몰리브덴광석광물이 함께 산출되고 있어 텅스텐광물과 몰리브덴광물의 산출량이 우세한 쪽을 택하여 텅스텐광상 또는 몰리브덴광상이라 부르는 경우가 많다.

참고문헌

『한국의 광상』 4(대한광업진흥공사, 1972)

『한국의 지질과 광물자원』(김옥준교수 정년퇴임기념지 편집위원회, 1982)

『朝鮮鑛床論』(土田定次郎, 霞ケ關書房, 1944)

주석

• 주1:

  페그마타이트로 이루어진 광상. 렌즈 모양의 덩어리로 소규모로 존재하며, 석영ㆍ장석ㆍ운모ㆍ리튬ㆍ나이오븀ㆍ우라늄 따위의 여러 가지 유용 광물을 함유한다. 우리말샘

• 주2:

  열수의 작용으로 이루어진 광상. 마그마가 식을 때에 생기는 열수가 지하 암석의 틈을 타고 상승하는 동안 열수에 녹아 있던 금, 은, 구리, 납, 아연, 수은 따위의 유용 광물이 침전하여 이루어진다. 우리말샘

• 주3:

  물체가 잡아당기는 힘에 견딜 수 있는 최대한의 응력. 우리말샘

• 주4:

  탄성체에 작용하는 힘과 그에 따라 생기는 변형의 비례 관계를 표시하는 상수(常數). 우리말샘

• 주5:

  일정한 압력 아래서 물체의 열팽창의 온도에 대한 비율. 온도 1℃ 상승에 따른 단위 부피당 팽창량을 체적 팽창 계수, 단위 길이당 팽창량을 선팽창 계수라고 하는데, 등방성(等方性)의 고체에서 체적 팽창 계수는 선팽창 계수의 약 세 배이다. 우리말샘

• 주6:

  철, 망가니즈, 텅스텐, 산소 따위로 이루어진 텅스텐산염 광물. 단사 정계에 속하는 판(板) 모양 또는 기둥 모양의 결정으로, 흑갈색을 띤다. 페그마타이트 광상에서 나며, 텅스텐의 주요 광석으로 쓰인다. 우리말샘

• 주7:

  칼슘과 산소를 포함한 텅스텐을 주성분으로 하는 텅스텐산염 광물. 정방 정계에 속하는 송곳 모양의 결정을 이루며, 무색 또는 엷은 갈색을 띠고 유리 광택이 있다. 페그마타이트 광상이나 고온 교대 광상에서 난다. 우리말샘

• 주8:

  아직 제련하지 아니한, 파낸 그대로의 광석. 우리말샘

• 주9:

  비중의 차이를 이용하여 필요한 광석과 쓸모없는 맥석을 나누는 선광법. 중액 선광 따위가 있다. 우리말샘

• 주10:

  거품에 광석의 알갱이들이 들러붙는 성질을 이용하여, 약간의 기름을 넣은 물에 가루 상태의 광석을 넣고 거품이 일게 휘저어서 광물을 골라내는 방법. 황화 광물과 맥암, 구리ㆍ금ㆍ금강석과 맥석, 황화 구리와 황철석의 분리 따위에 쓴다. 우리말샘

• 주11:

  광물마다 가지고 있는 자성의 차이를 이용하여 유용한 광물을 골라내는 방법. 우리말샘

• 주12:

  불순물을 제거하여 품위가 높아진 광석. 금속 광석의 경우에는 이것이 제련의 원료가 된다. 우리말샘

관련 항목

• 약목 인문지리 지명 경상북도 칠곡 지역의 옛 지명.
• 금강산 자연지리 지명/지명 강원도 회양군과 통천군 · 고성군에 걸쳐있는 산.
• 상동광산 산업 지명 강원도 영월군 상동읍 구래리에 있었던 중석 광산.

집필자

박희인