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바보의 금 맞아?…황철광서 ‘보이지 않는 금’ 추출법 개발된다

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▲ 바보의 금 맞아?…황철광서 ‘보이지 않는 금’ 추출법 개발된다(사진=Uoaei1/Wikimedia Commons, CC BY-SA)

오랫동안 ‘바보의 금’이라는 조롱을 받아온 황철광에서 미량의 금을 친환경적인 방법으로 추출하는 기술이 개발될지도 모르겠다.

호주 커틴대·서호주대와 중국지질대 공동 연구진은 새로운 연구 논문에서 황철광의 ‘보이지 않는 금’에 대해 보고했다.

연구 주저자로 커틴대 지질학자 데니스 푸지라우스 박사는 “과거에는 금 추출기가 나노 입자와 황철광-금 합금으로 황철광에서 금을 발견할 수 있었지만, 우리는 금을 나노 규모의 결정 격자 결함에 보관할 수도 있다는 점을 발견했다”고 밝혔다. 여기서 결정 격자 결함은 결정체 속에서 결정격자가 불완전한 상태인 것을 말한다.

푸지라우스 박사는 또 “결정이 변형될수록 결함에 갇히는 금은 많아진다. 이런 금은 전위(결정체 속에 포함되는 선상 격자결함)로 불리는 나노 규모의 결함에 갇히는데 이는 사람 머리카락 폭의 10만 분의 1 수준으로 작은 크기”라고 설명했다.

이어 “황철광 속 금은 오랫동안 간과돼 왔는데 이는 원자의 위치를 추정하기 위해 위치감응 검출기를 사용하는 기술인 원자 탐촉자 단층 촬영술(APT)을 통해서만 볼 수 있기 때문”이라고 덧붙였다.

참고로 최초의 APT 시제품은 1980년대 후반이 돼서야 개발됐다.

▲ 황철광 단일 결정 안에서 니켈, 구리, 비스무트 등 다른 결함과 함께 숨어 있는 금(Au) 원자들의 모습을 나타낸 이미지.(사진=데니스 푸지라우스 제공)

연구진은 또 덫에 걸린 금을 추출하기 위해 비용은 효율적이지만 더욱더 환경적인 방법을 모색했다.

이에 대해 푸지라우스 박사는 “금은 보통 요리를 하는 것과 같은 압력 산화 방식으로 추출한다. 이는 극도로 에너지를 많이 소비하는 과정”이라면서 “따라서 우리는 좀 더 친환경적인 추출 방법을 찾고 싶었다”고 말했다.

▲ 황철광의 모습.(사진=커틴대 제공)

연구진이 선택한 방법은 선택적 침출법(selective seaching)으로, 황철광에서 금을 선택적으로 용해하기 위해 유체를 사용한다.

푸지라우스 박사는 또 전위는 금을 가둘 뿐만 아니라 황철광 전체에 영향을 주지 않고 금을 침출할 수 있는 유동적인 통로 역할도 한다고 말했다.

이 방법이 완성되면 다른 광물에서도 보이지 않는 금을 추출하는데 사용할 수 있다. 푸지라우스 박사는 “새로운 금광을 발견할 확률이 떨어져 점차 세계적으로 금의 품질이 떨어지고 있다”면서 “호주 연구위원회와 과학산업기금의 지원을 받은 이번 연구 성과는 시기적절하다”고 덧붙였다.

지구상에서 가장 풍부한 황화물 광물인 황철광의 황색은 이를 귀한 금속으로 오해하게 한다. 연금술사들은 종종 황철광을 진짜 금으로 바꾸려고 했지만, 선사시대에는 부싯돌과 함께 불을 붙이는 용도 등으로 쓰였다.



뉴사이언티스트에 따르면, 황철광은 레드 오커와 같은 안료의 공급원이었고 연소될 때 부비강을 깨끗하게 하는 황산화물을 방출해 초기 비약초 치료제였을 가능성도 있다.

황철광은 보통 석영 광산과 석탄층, 화석, 퇴적암 그리고 변성암에서 발견되지만, 심해 복족류인 비늘발고둥 껍질에서도 발견된다.

자세한 연구 결과는 미국지질학회(GSA) 발행 학술지인 지올로지(Geology) 최신호(24일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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