점토광물

요약 토양 내에서 산출상태가 주로 4 μm이하인 점토 사이즈인 규산염광물로 극히 미세한 광물 입자로된 층상 규산염 광물의 총칭이다. 대표적인 점토광물로서는 스멕타이트, 일라이트, 카올리나이트, 녹니석, 디카이트, 벤토나이트, 산성백토, 해록석 등 여러 가지가 있다.

정의

점토광물 (clay minerals)은 학문 분야에 따라 다르게 정의하며 가장 대표적으로 입자의 크기 또는 결정 구조에 따라 분류한다.  쇄설성 퇴적물에서 4 μm이하의 입도를 가지는 광물입자나 암석 파편을 말한다. 산업적 관점에서는 층상 규산염 광물 (layered silicate minerals) 또는 수분을 함유하는 상태에서 가소성 (plasticity)을 가지며 가열시 소결되는 성질을 갖는 광물로 정의한다.

산출

주로 2차적으로 생성된 것으로서 토양 중의 점토 부분을 이루는 극히 미세한 광물 입자로 된 토상(土狀) 광물의 총칭이다. 토양이나 풍화작용을 받은 암석 또는 화산지대의 화산재와 같은 퇴적물이나 퇴적암에서 산출된다. 열수작용이나 풍화작용에 의해서 쉽게 다른 광물로 변하는데, 변화하는 과정에서 특이한 성질을 가진 광물이 형성되며 유형, 입도분포 등에서 다양한 성질을 보인다.

대표적인 점토광물들

대표적으로 스멕타이트, 일라이트, 카올리나이트, 녹니석, 디카이트, 벤토나이트, 산성백토, 해록석 등 여러 가지가 있다. 이러한 점토광물은 X선, 전자현미경, 시차열분석, 적외선분석 등의 방법으로 연구된다.

구조

사면체형과 팔면체형으로 분류할 수 있다. 사면체형은 규소-산소결합(Si-O)에 의해 생성되며, 팔면체형은 알류미늄(Al), 마그네슘(Mg), 철(Fe)과 같은 양이온과 산소(O) 이온의 결합에 의해 생성된다.  알류미늄-산소(Al-O) 결합 유형에 따라 1:1 층형과 2:1 층형으로 구분된다. 팔면체 판에 2가철(Fe2+), 마그네슘이온(Mg2+)등과 같은 2가 양이온으로 채워진 삼팔면체 (trioctahedral)와 3가철(Fe3+), 알류미늄이온(Al3+)과 같은 3가 양이온으로 채워진 이팔면체 (dioctahedral)로 분류 되기도 한다. 대표적인 1:1 층형 점토광물로는 카올리나이트와 사문석광물이 있고, 2:1 층형 점토광물로는 스멕타이트족, 운모족, 녹니석족 등이 있다.

활용

점토광물은 오래전부터 요업원료 광물자원으로 사용되어 왔다. 용도는 종류에 따라 다르지만, 도자기 ·시멘트 ·내화벽돌 등의 원료, 활마제(滑摩劑). 연마재(硏摩材) ·여과재 ·흡착제 ·제지용 ·석유정제용 등으로 광범위하게 이용된다.  석유 시추시 필요한 이수용, 차수용 점토 (벤토나이트), 원유의 탈색정제원료 (산성백토, 활성백토)와 제지용 충진제 및 코팅제 (카올리나이트, 납석), 고무의 중진제 (견운모), 화장품의 원료 (카올린 점토), 의약품의 원료 (카올린 점토, 산성백토, 밴토나이트), 방사능 폐기물 처리제 (벤토나이트, 산성백토, 활성백토) 등으로도 사용되며, 토양 개량제 (벤토나이트), 농약의 분산제 (벤토나이트, 산성백토) 및 도자기 원료 (카올리나이트, 견운모), 타일의 원료 (납석), 내화벽돌의 원료 (내화점토, 주로 카올린), 주물사의 점결제 (벤토나이트)로도 쓰인다.