[논문]열처리에 따른 백석면의 광물학적 특성 변화와 열분해 과정 연구

정현이; 문원진; 노열

doi:10.9719/eeg.2016.49.2.77

열처리에 따른 백석면의 광물학적 특성 변화와 열분해 과정 연구
Characterization of Mineralogical Changes of Chrysotile and its Thermal Decomposition by Heat Treatment 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.49 no.2, 2016년, pp.77 - 88

정현이 (전남대학교 지질환경과학과) , 문원진 (한국기초과학지원연구원 광주센터) , 노열 (전남대학교 지질환경과학과)

초록
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백석면[Chrysotile, $Mg_3Si_2O_5(OH)_4$]은 사문석군 광물에 속하는 1:1 층상규산염광물로 섬유상의 형태와 구조적 특성으로 인해 다양한 이용과 연구가 진행되었으나, 근래에는 1급 발암물질로 선정되면서 백석면의 분해에 따른 본질적인 무해화를 위한 연구의 관심도가 높아졌다. 따라서 이 연구는 열처리에 따른 백석면의 광물학적 특성 변화를 관찰하여 열분해에 따른 무해화 과정을 알아보고자 하였다. 실험은 캐나다 LAB Chrysotile 광상에서 산출되는 백석면을 이용하여 $600-1,300^{\circ}C$ 범위에서 2시간 동안 열처리를 하였으며, TG-DTA, XRD, FT-IR, SEM-EDS, TEM-EDS 분석을 통해 백석면의 결정구조, 형태 및 화학성분의 변화를 확인하여 광물학적 특성변화를 관찰하였다. 열분해 실험 결과, 섬유상의 hollow tube 구조를 가지는 백석면은 약 $600-650^{\circ}C$에서 흡열반응이 일어남에 따라 팔면체판(MgOH)에서 수산기(OH)가 제거되면서 백석면은 비정질 광물의 형태로 변화하였다(탈수화 1단계). 약 $820^{\circ}C$에서는 발열반응이 관찰되었으며 이는 Mg, Si, O의 재배열 결과 주상의 고토감람석(forsterite, $Mg_2SiO_4$)으로 상전이에 영향을 준 것으로 사료된다(탈수화 2단계). 또한 $800^{\circ}C$ 이상으로 열처리한 일부 시료에서 고토감람석 내 결정구조의 변화가 시작되었고, $1,000^{\circ}C$ 이상에서는 온도 상승에 따라 점진적인 재결정 작용 결과 3차원적으로 성장하여 구형광물로 형태 변화가 나타나며 완화휘석(enstatite, $MgSiO_3$)을 형성하였다. 따라서 이 연구는 다양한 분석법의 적용과 2시간 동안의 열처리를 통하여 백석면의 탈수화 반응에 따른 결정구조의 붕괴와 섬유상 형태의 변형을 확인하였으며, 백석면은 무해 광물인 고토감람석과 완화휘석으로 상전이 됨을 통해 백석면의 무해화 과정을 제시 할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Chrysotile is a 1:1 sheet silicate mineral belonging to serpentine group. It has been highlighted studies because of uses, shapes and structural characteristics of the fibrous chrysotile. However, it was designated as Class 1 carcinogen, so high attentions were being placed on detoxification studies of chrysotile. The objectives of this study were to investigate changes of mineralogical characteristics of chrysotile and to suggest detoxification mechanism of chrysotile by thermal decomposition. Samples for this study were obtained from LAB Chrysotile mine in Canada. The samples were heated in air in the range of 600 to $1,300^{\circ}C$. Changes of mineralogical characteristics such as crystal structure, shape, and chemical composition of the chrysotile fibers were examined by TG-DTA, XRD, FT-IR, TEM-EDS and SEM-EDS analyses. As a result of thermal decomposition, the fibrous chrysotile having hollow tube structure was dehydroxylated at $600-650^{\circ}C$ and transformed to disordered chrysotile by removal of OH at the octahedral sheet (MgOH) (Dehydroxylation 1). Upon increasing temperature, it was transformed to forsterite ($Mg_2SiO_4$) at $820^{\circ}C$ by rearrangement of Mg, Si and O (Dehydroxylation 2). In addition, crystal structure of forsterite had begun to transform at $800^{\circ}C$, and gradually grown 3-dimensionally to enstatite ($MgSiO_3$) by recrystallization after the heating above $1,100^{\circ}C$. And then finally transformed to spherical minerals. This study showed chrysotile structure was collapsed about $600-700^{\circ}C$ by dehydroxylation. And then the fibrous chrysotile was transformed to forsterite and enstatite, as non-hazardous minerals. Therefore, this study indicates heat treatment can be used to detoxification of chrysotile.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 차이는 연구에 사용된 실험조건과 분석방법의 영향으로 판단된다(Table 1). 따라서 본 연구에서는 다양한 분석방법(XRD, FT-IR, TEM, TG-DTA, SEM-EDS)을 통해 열처리에 따른 백석면의 광물학적 특성 변화와 광물 상전이 온도를 규명하고, 열분해에 따른 백석면의 무해화 과정을 제시하고자 하였다.

제안 방법

또한 분석된 회절패턴은 ICDD를 참고하여 XRD 분석 결과와 비교 및 광물 동정을 하였다. SEM-EDS 분석은 스터브(stub)에 탄소테이프를 이용하여 분말 시료를 고정 시킨 후 백금(Pt) 코팅을 하여 FE-SEM(Field emission-scanning electron microscope) Hitachi 사제 S-4700으로 가속전압 15~20 kV, 전류 20 A, 작동거리 11.5~12 mm의 조건에서 분석하였다.
11. TEM-EDS analyses and diffraction patterns of heat-treated chrysotiles at 700 (A, B), 800 (C, D), 900 (E, F), 1,000 (G, H), 1,100 (I, J), 1,200 (K, L), and 1,300^o C (M, N, O, P).
FT-IR 분석에 사용된 기기는 Frontier FT-IR/NIR spectrum 400이 며, KBr과 시료를 혼합한 Pellet으로 400~4000 cm^-1범위에서 측정하였다. TEM-EDS 분석은 1 mg의 분말 시료를 에탄올 5 mL와 혼합하여 분산을 시킨 후 탄소막의 Cu-grid에 올려 Multi TEM, Phillips 사제 Tecnai F20으로 가속전압 200 kV 조건에서 관찰하였다. 또한 Selected Area Electron Diffraction (SAED) 분석을 실시하여 광물의 회절 패턴을 분석하였다.
TG-DTA 분석에 사용된 기기는 SDT Q600 V20.9 Build 20이며 질소가스 하에서 10^oC/min의 온도 상승 속도를 유지하여 30~1,200^oC 구간에서 열분석을 실시하였다. XRD 분석에 사용된 기기는 X’ Pert PRO Multi Purpose X-Ray Diffractometer 이고 Cu-Kα선과 Ni-filter를 이용하였으며, 부정방위 시료(random oriented mount)로 준비하여 분석하였다.
5). 따라서 TG-DTA 분석결과를 기준으로 하여 기존연구 결과에 제시된 바와 같이 탈수화 반응 이전의 온도 구간인 650^oC까지의 열처리한 시료를 탈수화 1단계, 탈수화 반응 이후 광물의 상전이가 일어 나는 700~1,300^oC에서 열처리한 시료 구간을 탈수화 2단계로 설정하였다.
TEM-EDS 분석은 1 mg의 분말 시료를 에탄올 5 mL와 혼합하여 분산을 시킨 후 탄소막의 Cu-grid에 올려 Multi TEM, Phillips 사제 Tecnai F20으로 가속전압 200 kV 조건에서 관찰하였다. 또한 Selected Area Electron Diffraction (SAED) 분석을 실시하여 광물의 회절 패턴을 분석하였다. 분석된 회절패턴은 브래그방정식을 적용한 X = L·2θ ≅ Lλ/d 식을 이용하여 계산하였으며, 200 kV의 가속전압 조건에서 상대론적인 전자의 파장(λ)은 0.
분석은 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 통해 백석면의 열분해 과정에서 발생하는 현상과 반응 온도를 확인하였으며, X-선회절(XRD) 분석, 프리에 변환 적외선 분광(FT-IR) 분석을 통해 각각의 온도구간에서 관찰되는 광물 내 결정구조의 변화와 및 상전이 광물을 동정하였다. 또한 결정구조의 변화와 동시에 나타나는 형태변화를 관찰하기 위하여 투과전자현미경(TEM-EDS) 분석을 실시하였다. XRD, TEM 분석에서 확인된 결정구조에 따른 면간거리 값은 International Centre for Diffraction Data(ICDD)를 참고하였다.
백석면의 열분해 실험을 진행하기에 앞서 백석면의 열적특성을 파악하기 위하여 열중량시차열분석(TG-DTA)을 실시하여 분석결과에 따라 열처리를 진행하였다.
XRD, TEM 분석에서 확인된 결정구조에 따른 면간거리 값은 International Centre for Diffraction Data(ICDD)를 참고하였다. 백석면의 형태와 상전이 된 광물의 형태는 주사전자현미경(SEMEDS) 분석을 통해 관찰하였다.
본 연구는 각각의 기존연구(Ball and Taylor, 1963; Brindley and Hayami, 1965, Martin, 1977)에서 사용한 분석방법 보다 다양한 분석방법(XRD, FT-IR, TEM-EDS, TG-DTA, SEM-EDS)을 적용하여 수행되었다. 그 결과 백석면은 열처리에 따라 탈수화 반응에 의해 600~700^oC에서 비정질광물로 형태 변화가 일어난 후 약 820^oC에서 고토감람석이, 이후 고토감람석의 점진적 결정구조 변화에 의해 1,100^oC 이상에서 완화휘석이 형성되는 상호보완적인 메커니즘(mechanism) 을 증명하였으며, 이에 수반되는 결정구조와 형태의 변화를 증명하였다(Fig.
분석은 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 통해 백석면의 열분해 과정에서 발생하는 현상과 반응 온도를 확인하였으며, X-선회절(XRD) 분석, 프리에 변환 적외선 분광(FT-IR) 분석을 통해 각각의 온도구간에서 관찰되는 광물 내 결정구조의 변화와 및 상전이 광물을 동정하였다. 또한 결정구조의 변화와 동시에 나타나는 형태변화를 관찰하기 위하여 투과전자현미경(TEM-EDS) 분석을 실시하였다.
열처리는 분말시료를 각각 5 g씩 알루미나(α-Al2O3) 도가니에 넣고 뚜껑을 덮어 600, 650, 700, 800, 900, 1,000, 1,100, 1,200, 그리고 1,300oC에서 가열하였다(Fig. 4).
이처럼 열처리에 따라 나타나는 광물의 결정구조의 변화와 함께 형태 변화를 관찰하기 위하여 TEM-EDS 분석과 SAED 분석을 실시하였다. 섬유상 광물의 중심이 비어 중공관(hollow tube) 구조를 가진 광물의 회절패턴을 분석한 결과 XRD 분석결과에서 명명된 PDF No.
탈수화 2단계에서 TEM 분석을 통해 결정구조의 변화와 함께 나타나는 광물의 형태변화를 관찰하였다. 700^oC에서 열처리된 시료에서 섬유상의 외형과 hollow tube 구조를 가지는 비정질 광물이 관찰되었다 (Fig.

대상 데이터

FT-IR 분석에 사용된 기기는 Frontier FT-IR/NIR spectrum 400이 며, KBr과 시료를 혼합한 Pellet으로 400~4000 cm-1 범위에서 측정하였다.
XRD 분석결과, 이 실험에 사용된 백석면은 Fig. 6 의 25^oC 그래프에서 보이는 바와 같이 상대적으로 강도가 높은 C₁, C₃, C₄의 7.26, 3.63, 2.51 Å 면간거리(d-spacing)를 가지고 있었다. 또한, 약한 C₂, C₅의 4.
백석면의 열처리를 위해 막자사발에 넣고 분쇄한 후 200 mesh의 체를 이용하여 75 µm 이하의 입도를 가지는 분말시료로 준비하였다.
본 연구에 사용된 재료는 캐나다의 LAB chrysotile 광상에서 산출되는 백석면(Fig. 3A)을 이용하였다. 시료의 주 구성광물을 확인하기 위하여 미국 환경보호청 (Environmental Protection Agency, EPA)에서 제시한 600/R93-116 방법(Perkins and Harvey, 1993)을 따라 편광현미경 분석법 중 분산염색법을 실시하여 섬유상으로 관찰되는 광물을 동정하였다.
4). 열처리에 사용한 전기로는 S-type의 열전대를 사용한 Batch type의 Korea STI(Supreme Thermal Instrument)로 MoSi₂ SUPER KANTHAL을 사용하여 10^oC/min의 온도 상승 속도를 유지하며, 2시간 동안 가열하여 준비하였다.

데이터처리

00251 nm, L = 300 mm인 조건에서 분석하였다(Edington, 1974). 또한 분석된 회절패턴은 ICDD를 참고하여 XRD 분석 결과와 비교 및 광물 동정을 하였다. SEM-EDS 분석은 스터브(stub)에 탄소테이프를 이용하여 분말 시료를 고정 시킨 후 백금(Pt) 코팅을 하여 FE-SEM(Field emission-scanning electron microscope) Hitachi 사제 S-4700으로 가속전압 15~20 kV, 전류 20 A, 작동거리 11.
분석된 회절패턴은 브래그방정식을 적용한 X = L·2θ ≅ Lλ/d 식을 이용하여 계산하였으며, 200 kV의 가속전압 조건에서 상대론적인 전자의 파장(λ)은 0.00251 nm, L = 300 mm인 조건에서 분석하였다(Edington, 1974).

이론/모형

XRD 분석에 사용된 기기는 X’ Pert PRO Multi Purpose X-Ray Diffractometer 이고 Cu-Kα선과 Ni-filter를 이용하였으며, 부정방위 시료(random oriented mount)로 준비하여 분석하였다.
또한 결정구조의 변화와 동시에 나타나는 형태변화를 관찰하기 위하여 투과전자현미경(TEM-EDS) 분석을 실시하였다. XRD, TEM 분석에서 확인된 결정구조에 따른 면간거리 값은 International Centre for Diffraction Data(ICDD)를 참고하였다. 백석면의 형태와 상전이 된 광물의 형태는 주사전자현미경(SEMEDS) 분석을 통해 관찰하였다.
3A)을 이용하였다. 시료의 주 구성광물을 확인하기 위하여 미국 환경보호청 (Environmental Protection Agency, EPA)에서 제시한 600/R93-116 방법(Perkins and Harvey, 1993)을 따라 편광현미경 분석법 중 분산염색법을 실시하여 섬유상으로 관찰되는 광물을 동정하였다. 교차편광 하에서 위상 판을 삽입하여 신장부호를 관찰한 결과 시료 내 구성광물의 대부분은 섬유 길이 방향의 굴절률이 지름 방향의 굴절률 보다 클 때 나타나는 북동방향(／)에서 파란색, 북서방향(＼)에서 노란색인 양(+)의 신장부호 가 확인되었으며(Fig.

성능/효과

11C-H). 1,100^oC에서 열처리한 시료의 광물에서는 SAED 분석결과 ICDD No. 34-0189의 고토감람석과 함께 ICDD No. 22-0714의 완화휘석에 해당하는 [420], [020] 면의 3.18, 4.43 Å의 결정구조가 공존하는 것을 확인하였다(Fig. 11I, J). 온도를 높여 1,200, 1,300^o C에서 열처리한 시료는 대부분의 광물들이 마디 형태와 구형으로 관찰되었으며(Fig.
11C, D). DTA 결과에서 확인된 발열반응 온도(822.4^oC) 이상의 온도인 900^o C에서 열처리한 시료에서는 hollow tube 구조가 나타나지 않았고, 백석면의 상전이 결과 뚜렷한 회절패턴을 보이는 고토감람석을 확인하였다 (Fig. 11E, F). 고토감람석은 이후 1,300^o C에서 열처리한 시료에서까지도 입자가 큰 광물을 기준으로 모두 확인되었다(Fig.
FT-IR 분석결과 열처리 전의 백석면에서는 3685, 3376 cm^-1에서 OH 신축진동과 605 cm^-1에서 OH 굽힘진동, 1067, 945 cm^-1에서 Si-O 진동, 550 cm-¹에서 Mg-O 진동이 관찰되었다(Fig. 7). 이러한 값은 기존 연구에서 제시한 백석면의 값과 상당히 일치하였다 (Yariv and Heller-Kallai, 1975; Marconi, 1983; Madejová, 2003).
FT-IR 분석결과 탈수화 2단계에 접어들어 4000 cm^-1 에서 3600 cm^-1까지의 파장범위에서는 뚜렷한 흡수띠가 관찰되지 않았으며, 수산기(OH)와 관련된 진동 또한 관찰되지 않았다. 관찰되는 진동은 700, 800, 900, 1,000^oC에서 가열한 시료에서 984, 873, 840 cm^-1의 Si-O 신축 진동과 615, 504 cm^-1의 Si-O 굽힘 진동, 474, 448-458, 413-418, 392-397 cm^-1의 Mg-O 진동이 관찰되었다(Fig.
XRD 분석결과, 700^o C에서 열처리된 시료에서는 650^o C에서 열처리된 시료에서 관찰되었던 고토감람석의 광물 피크들(F1~F8)이 모두 확인되었다. 고토감람석은 가열 온도의 증가와 비례하여 피크 강도 (intensity)는 증가하였으며, 1300^o C에서 열처리한 시료 에서도 F1~F8의 모든 면간거리 값이 관찰되었다(Fig.
C에서 열처리된 시료에서 관찰되었던 고토감람석의 광물 피크들(F1~F8)이 모두 확인되었다. 고토감람석은 가열 온도의 증가와 비례하여 피크 강도 (intensity)는 증가하였으며, 1300^o C에서 열처리한 시료 에서도 F1~F8의 모든 면간거리 값이 관찰되었다(Fig. 9, Table 2). 또한 2θ 값이 10^o 이하인 부근에서 관찰되던 비정질광물 형태의 그래프는 800^oC 이상에서 가열한 시료부터는 확인되지 않았다(Fig.
11E, F). 고토감람석은 이후 1,300^o C에서 열처리한 시료에서까지도 입자가 큰 광물을 기준으로 모두 확인되었다(Fig. 11O, P). 또한 800^oC에서 열처리한 시료부터는 고토감람석 표면에 반점이 형성되기 시작하였으며, 이러한 반점은 1,000^oC까지 점차 커졌다 (Fig.
까지의 파장범위에서는 뚜렷한 흡수띠가 관찰되지 않았으며, 수산기(OH)와 관련된 진동 또한 관찰되지 않았다. 관찰되는 진동은 700, 800, 900, 1,000^oC에서 가열한 시료에서 984, 873, 840 cm^-1의 Si-O 신축 진동과 615, 504 cm^-1의 Si-O 굽힘 진동, 474, 448-458, 413-418, 392-397 cm^-1의 Mg-O 진동이 관찰되었다(Fig. 10). 이러한 값들은 백석면이 상전이 결과 형성된 고토감람석의 Si-O, Mg-O 진동 값과 일치하였다(Koshi et al.
교차편광 하에서 위상 판을 삽입하여 신장부호를 관찰한 결과 시료 내 구성광물의 대부분은 섬유 길이 방향의 굴절률이 지름 방향의 굴절률 보다 클 때 나타나는 북동방향(／)에서 파란색, 북서방향(＼)에서 노란색인 양(+)의 신장부호 가 확인되었으며(Fig. 3B, C), 단일편광 하에서 수평방향(n||)의 자홍색(magenta), 수직방향(n⊥)의 파란색 (blue)으로 확인되어 McCrone 사의 asbestos referenceset에 의거하여 대부분의 섬유상광물이 백석면인 것으로 확인되었다(Fig. 3D, E).
본 연구는 각각의 기존연구(Ball and Taylor, 1963; Brindley and Hayami, 1965, Martin, 1977)에서 사용한 분석방법 보다 다양한 분석방법(XRD, FT-IR, TEM-EDS, TG-DTA, SEM-EDS)을 적용하여 수행되었다. 그 결과 백석면은 열처리에 따라 탈수화 반응에 의해 600~700^oC에서 비정질광물로 형태 변화가 일어난 후 약 820^oC에서 고토감람석이, 이후 고토감람석의 점진적 결정구조 변화에 의해 1,100^oC 이상에서 완화휘석이 형성되는 상호보완적인 메커니즘(mechanism) 을 증명하였으며, 이에 수반되는 결정구조와 형태의 변화를 증명하였다(Fig. 12). 또한 본 연구는 650^oC 이상에서 백석면의 결정구조가 탈수화 반응에 의해 붕괴됨을 통해 상전이 온도보다 낮은 온도의 열처리 공법을 무해화에 적용할 수 있을 것으로 사료되며, 기존 연구에서 제안한 가열시간(Table 1)보다 짧은 열처리 (2시간)를 통해서도 광물의 결정구조의 변화가 나타나 무해화 공법에 적용 가능할 것으로 판단된다.
또한 1,100oC 이상으로 가열함에 따라 완화휘석이 확인된 것으로 보아, 완화휘석은 고토 감람석 내에서 점진적인 결정구조 변화에 의해 완전히 성장하여 구형의 광물로 분리되는 형태 변화가 관찰되 는 것으로 사료된다.
이러한 사실은 Brindley and Hayami(1965)의 연구에서 탈수화 된 백석면이 불규칙한 구조의 고토감람석이 형태가 된 후 광물 상전이가 되었다는 점과 일치하며, 비정질의 광물이 차차 고토감람석으로 결정화가 진행되는 과정으로 사료된다. 또한 TEM 분석을 통해 관찰된 800^oC에서 열처리한 시료 표면의 반점은 FT-IR 분석에서 새롭게 등장한 것으로 확인된 1,065~1,076, 1,004~1,006, 721~735, 671~687 cm^-1범위의 Si-O 신축 진동 값과 연관이 있는 것으로 사료되며, 고토감람석이 약 800^o C부터 결정구조 내 점진적인 재결정 작용이 시작된 것으로 판단된다. 이는 기존의 Martin(1977) 연구에서 제시한 완화휘석의 형성온도가 800^oC라는 사실을 반박하여 결정구조가 등장하기 시작한 온도를 800^oC로 제시할 수 있다.
13J-L). 또한 백석면, 고토감람석, 완화휘석의 화학 조성은 Mg, Si, O로 구성되어 있음을 EDS 분석결과 확인하였으며, TEMEDS 분석결과와 동일하게 주 성분의 변화 없이 탈수화에 따라 상전이가 진행된 것으로 사료된다. 따라서 백석면의 열처리는 섬유상의 백석면이 무해 광물인 고토감람석과 완화휘석으로 상전이 되기 때문에 무해화 공정으로 사용이 가능할 것으로 사료된다.
8A, B). 백석면은 600, 650^o C에서 가열에 의해 섬유상의 외형적 특징은 존재하지만, 일부 hollow tube 구조의 붕괴가 나타났으며, SAED 분석결과 백석면의 결정구조는 점차 희미해져 비정질의 광물 형태로 변화가 나타났다(Fig. 8C-F). 하지만 열처리 후에도 화학성분은 Mg, Si, O로 열처리 전과 동일하였다.
백석면의 열적 특성을 관찰하기 위한 TG-DTA 분석 결과, 백석면은 온도가 증가함에 따라 약 60.5^oC, 189.4^oC에서 흡착수와 층간수의 제거로 보이는 흡열반응, 약 403.2^oC에서는 불석수의 제거로 보이는 흡열반응이 나타났으며, 이 세 반응의 결과 약 3.4%의 중량 감소가 일어났다. 또한 634.
이처럼 열처리에 따라 나타나는 광물의 결정구조의 변화와 함께 형태 변화를 관찰하기 위하여 TEM-EDS 분석과 SAED 분석을 실시하였다. 섬유상 광물의 중심이 비어 중공관(hollow tube) 구조를 가진 광물의 회절패턴을 분석한 결과 XRD 분석결과에서 명명된 PDF No. 46-1445로 일치하였으며, 7.25, 4.59, 3.63, 2.50 Å, Mg, Si, 그리고 O의 화학성분으로 구성되어 있음을 확인하였다(Fig. 8A, B). 백석면은 600, 650^o C에서 가열에 의해 섬유상의 외형적 특징은 존재하지만, 일부 hollow tube 구조의 붕괴가 나타났으며, SAED 분석결과 백석면의 결정구조는 점차 희미해져 비정질의 광물 형태로 변화가 나타났다(Fig.
탈수화 2단계에서 관찰되는 결정구조의 변화를 종합하여 보면, 탈수화 반응 1단계 이후 비정질화 된 백석면은 약 800^oC에 이르러서는 약하게나마 상대적으로 크기가 작은 광물들을 우선적으로 끝단이 매끈한 주상의 고토감람석을 형성하였다. 백석면의 상전이는 822.

후속연구

12). 또한 본 연구는 650^oC 이상에서 백석면의 결정구조가 탈수화 반응에 의해 붕괴됨을 통해 상전이 온도보다 낮은 온도의 열처리 공법을 무해화에 적용할 수 있을 것으로 사료되며, 기존 연구에서 제안한 가열시간(Table 1)보다 짧은 열처리 (2시간)를 통해서도 광물의 결정구조의 변화가 나타나 무해화 공법에 적용 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	백석면이란 무엇인가?	백석면[Chrysotile, Mg3Si2O5(OH)4]은 초염기성암이 사문석화 작용을 받아 형성된 사문석군 광물로 교차 섬유(cross fiber), 미끌림 섬유(slip fiber) 형태로 산출 된다(Hendry, 1965). 이렇게 산출되는 섬유상의 백석면 은 사면체판(tetrahedral sheet)과 팔면체판(octahedral sheet)이 서로 산소를 공유하며 1:1로 결합하여 Fig.
	백석면의 층상구조의 특징은 무엇인가?	, 1988). 백석면의 층상구조는 일반적인 광물의 층상구조와는 다르게 이온반경이 큰 Mg 양이온이 들어가는 팔면체 판의 크기(0.305 nm)가 Si의 양이온이 들어가는 사면체 판(0.342 nm)보다 상대적으로 큰 곡률을 가지고 있다(Skinner et al., 1988; Virta, 2003).
	결정구조 내 사면체 판과 팔면체 판의 결합방식에 따라 백석면을 구분하면 어떻게 되는가?	섬유상의 백석면은 결정구조 내 사면체 판과 팔면체 판의 결합방식에 따라 3가지 유형으로 구분된다. 섬유의 축과 x축이 평행을 이루면서 Mg-OH 배열이 한 층에서 정방향으로 나타나는 백석면은 단사정계의 클리노크리소타일(clino-chrysotile)이며, 반대방향과 교호하며 나타나는 백석면은 사방정계의 오르도크리소타일(ortho-chrysotile)이라고 한다(Whittaker, 1953). 또한 백석면이 180o 회전하여 섬유 축과 y축이 평행을 이루면서 2층 구조를 가지면 사방정계의 파라크리소타일(para-chrysotile)이라고 한다(Page and Park, 1968). 이러한 백석면의 구조적, 형태적 특성으로 인해 광물학적 특성과 산업적 적용을 위한 다양한 연구가 진행 되었으나, 근래에는 백석면이 1급 발암물질로 선정되면서 비산 방지를 위한 대책 마련과 함께 분해에 의한 백석면의 본질적인 무해화와 관련된 연구의 관심도가 높아지고 있다.

참고문헌 (16)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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