일반명(Common Name): 가열하면 미친듯 팽창하는 광물 질석(버미큘라이트)원석(Vermiculite)-180529-1

화학식(Formula): (Mg, Fe, Al)₃(Al, Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O, Hydrated Magnesium Iron Aluminum Silicate Hydroxide

분류(Class): 규산염광물(Silicates)

아분류(Subclass): 필로규산염광물(phyllosilicates)

그룹(Groups): 점토광물 또는 몬모릴로나이트/스멕타이트군(Clays,Montmorillonite/Smectite Group)

때로는 운모군으로 분류됨(Sometimes placed with the Mica Group.)

용도(Uses): 독성 누출 방지제, 내화 재료, 토양 첨가제 및 기타 산업용 용도. 

결정계(Crystal System): 단사정계(Monoclinic)

벽개(Cleavage): 한 방향.

결정상(Crystal Habit): 대부분 판상의 덩어리,

쪼개짐(Fracture): 층층이 고르지 않다.

색(Color): 보통 갈색이나 갈색, 흰색, 무색 또는 노란색이다.

광택(Luster): 지성진주광택(pearly to greasy)

투명성(Transparency): 반투명

비중(Gravity): 2.3(암석평균이하)

모스경도(Mohs scale hardness): 1.5(종이에 흔적을 남길 정도)

조흔색(Streak Color): 흰색

기타특성(Other Characteristics): 결정이 가열되면 원래의 부피의 여러 배로 확장됨.

같이 발견되는 광물(Associated Minerals): 강옥(corundum), 인회석(apatite), 사문석(serpentine), 활석(talc=광택용운모), 스텔러라이트/불석(stellerite), 흑운모(biotite), 녹니석/아염소산염(chlorite) 및 기타 점토(clay) 광물을 포함.

주요산지(Notable Occurrences):미국 매사추세츠주(Massachusetts), 노스캐롤라이나주(North Carolina), 펜실베니아주(Pennsylvania), 아칸소(Arkansas), 캘리포니아(California), 몬타나(Montana), 인도(India), 남아프리카공화국(South Africa), 호주(Australia), 러시아(Russia), 중국(China), 브라질(Brazil), 스웨덴(Sweden), 캐나다(Canada) 그리고 짐바브웨(Zimbabwe)

산 지(Location): 중국(China)

크기(Size): 5~10mm

내용(Content): 질석(Vermiculite)은 책이 여러겹 겹쳐있는 모양의 결정을 가진다. 크기가 손바닥만한 질석은 흔히 볼 수 있는 운모와 그 형태가 비슷하지만 이 표본은 크기가 작다. 그리고 운모와 질석의 가장 큰 차이점은 수분을 함유하고 있다는 점이다. 이는 질석이 만들어지는 배경과 연관이 있다. 질석은 흑운모나 금운모와 같은 운모가 풍화침식 또는 열수작용을 통해 수분을 포함하게 되면서 만들어진다.

질석은 위에서 언급되었듯 책이 여려겹 겹쳐있는 형태를 하는데 이를 판상 결정을 가진다고 표현하며 이 구조에 물이 포함되어 있는 광물로 보면 된다. 이 질석에 870℃ 이상으로 가열되면 물이 증기로 변하면서 질석의 층간 구조가 급속하게 팽창하는데 부피가 2,000~3,000%(20~30배)증가한다. 이렇게 변화한 질석을 보고 팽창된 질석 또는 가열된 질석이라고 표현하는데 이 질석은 수분이 증기로 변하면서 본래의 질석보다 부피가 늘어나게 되고 이 증기가 에너지 전달을 차단시키며 수분을 흡수하는 성질을 가지게 된다. 가열을 통해 만들어진 질석은 가볍고 안정적이며 내화성이 높고 무취와 같은 산업적으로 아주 중요한 특징들을 가지게 된다. 이 특징들을 통해 질석은 비료, 제초제, 살충제등과 같이 농작물에 뿌려지는 독성물질을 토양이나 작물에 머물지 않게 흡수하는데 사용된다. 이러한 특징은 애완동물이나 가축의 잠자리(깔개)에 아주 좋은 특징이 되기도 한다. 또한 내열성 첨가제로서 콘크리트나 세라믹에 질석을 첨가 할 수도 있다.

산업적인 면에서 보는 질석(Vermiculite)

질석(Vermiculite)은 산업, 교육적으로 광범위하게 사용할 수 있는 불활성 속성을 가진 무기물이므로 범용성 & 안전성을 가진다.

1.질석이란?(What is vermiculite?)

질석은 알루미늄-철-마그네슘 그리고 규산염으로 미루어진 함수층상광물군으로 지질학적 이름이다.

2. 어디에 사용하는가(What can it be used for?)

박리된 질석은 마찰 브레이크 라이닝시장, 고온 단열재, 천정이나 다락방의 단열재, 다양한 건설 제품, 동물 사료, 원예 및 기타 여러 산업 분야에 사용된다.

3. 질석 솔루션(Vermiculite Solutions)

산업계에서 완벽하게 적용할수 있는 속성을 가지고있다(Properties that make it perfect for industry)

(3-1) 100% 안전함(Safe)

질석은 안전하고 비활성적인 물질이므로 건강 및 환경에 위협이 되는 오래된 물질을 대체하기 위해 이상적이다.

(3-2) 내열성(Heat Resistant)

질석은 무기질이므로 내화성 및 내열성을 가지므로 안정성이 필수요소인 다양한 응용분야에 적합하도록 다양한방식으로 처리할수있다

(3-3)단열성(Insulation)

질석이 박리하여 가열하면 원래 부피의 10배~20배까지 팽창하여 우수한 단열 특성을 지닌 경량의 과립이 생성된다.

(3-4)충진용(Loose Fill)

충진용(loose fill)으로는 포장, 단열재 및 소규모 등급의 소방용으로 사용할 수 있다.

(3-5)질석 보드(Vermiculite Boards)

벽난로등의 벽면에 완벽한 단열보드로 사용할수 있다.

(3-6) 기타 응용 프로그램(Other Applications)

질석(Vermiculite)은 다양한 마찰 제품, 원예 및 동물 사료와 같은 다른 분야에서의 사용을 허용합니다.

질석팽창실험(Vermiculite swelling experiment)

질석은 열을 가하면 위에서 언급되었듯 팽창하면서 구조가 약간 바뀐다. 겉으로 보기엔 단순한 변화지만 이 변화를 통해 질석은 산업적으로 다양하게 쓰일 수 있는 특징을 가지게 되고 이 광물질이 제품화되는 과정을 이해할 수 있다. 현재 국내는 발포된(팽창된) 질석만을 구입할 수 있다. 국립중앙과학관에서 회원들을 대상으로 질석의 팽창실험을 하기 위해서 화석월드에 공급을 의뢰했지만 국내뿐 아니라 E-bay, 아마존 등 어디에서도 실험용 질석을 구입할 수 없어서 직접 체험 교재를 만들게 되었다.

질석은 수입조건이 매우 까다롭다. 그 이유는 오래 전에 미국제품 중 일부에서 석면이 검출된 적이 있기 때문이다. 그래서 지금은 수입하는 질석 원석을 전수 검사하여 석면이 발견되면 금수조치를 취하는데 우리나라는 “환경청”에서 관리한다. 서울지역은 “한강유역환경청”에서 확인을 받아야 한다. 화석월드에서는 “한국화학융합시험연구원”에 의뢰하여 석면 등 유해물질이 전혀 검출되지 않았다는 “섬면함유가능물질 조사 분석결과서”를 받았다. 이 질석을 이용한 질석팽창실험을 통해 보다 사람들이 질석의 성질에 대해 자세하게 접근할 수 있게 될 것이다.