노란 빛깔의 금속 금의 성질과 형성 그리고 이용방법

금

원소기호가 Au인 금속원소입니다. 아름다운 노란 빛깔의 무르고 부드러운 금속입니다. 기원전 3500년 경부터 장신구, 왕관, 화폐를 만드는 재료로 쓰였습니다. 의치나 금니를 씌우는 데도 쓰입니다. 그뿐만 아니라, 전자공학 특히 인쇄기판이나 실리콘을 겉에 입힌 반도체에 쓰입니다. 중세시대에는 사람의 힘으로 금을 만들려는 연금술을 연구하기도 했습니다. 이제는 바닷물에서 금을 만들어낼 수도 있고, 입자가속기를 이용해 납과 수은으로 금을 만들 수도 있게 되었습니다. 그러나 흔히 상업적으로 쓰이는 모든 금은 아직도 땅에서 얻으므로, 금광업은 매우 중요한 산업입니다.

 

 

금의 성질

금은 쉽게 얻을 수 없을 뿐만 아니라 그 물리적 성질이 특이해서 오랫동안 귀중하게 여겨졌습니다. 금은 연한 금속광택이 납니다. 또 부드럽기 때문에 다루기가 쉽고 어떤 모양이든 만들 수 있습니다. 금에는 연성과 전성이 있어 실처럼 매우 가늘게 뽑을 수도 있고, 망치로 두들겨서 얇은 판으로 만들 수도 있습니다. 공기 속에서 녹슬지 않고 다른 화학변화도 일으키지 않기 때문에 표면의 색이 그대로 보존됩니다. 금으로 장신구를 만들려면 다른 금속과 결합한 금합금을 이용합니다. 금합금은 캐럿이라는 단위로 측정하며, 1캐럿은 순금을 24라고 했을 때 24분의 1에 해당합니다. 예를 들어 금 18캐럿은 금과 다른 금속의 비율이 18 : 6입니다.

 

금의 형성과 채취

과학자들은 지각의 잘라진 틈에서 지표면으로 흘러나오는 액체와 기체가 퇴적되어 금이 생긴다고 설명합니다. 금은 지각을 이루는 암석에서 널리 발견되며, 종종 구리나 납과 함께 발견됩니다. 또한, 광맥, 퇴적층, 사광상에서도 발견되고, 바닷물에서도 발견됩니다. 사광상에서 발견되는 입자가 큰 금 알갱이를 사금이라고 하는데, 흔히 하천 바닥에서 발견됩니다. 이 금 알갱이는 지표수나 홍수 때문에 금광맥에서 씻겨 옮겨온 것입니다. 바닷물 속에도 금이 있는데, 바닷물에는 1톤(t) 당 약 72㎎정도의 금이 들어 있습니다. 따라서 과학자들은 바닷물 속에 들어있는 금을 유용하게 분리하는 방법에 대해 연구 중입니다. 금은 합금되지 않은 상태나 순수한 상태로 발견되는 경우가 매우 드물며, 흔히 은과 결합된 상태로 발견됩니다. 그러나 보통 금은 석영, 방해석, 납, 텔루륨, 아연, 구리 등과 함께 발견되거나, 그러한 물질을 캐내는 과정에서 함께 얻어집니다.

 금을 얻는 방법은 금이 묻혀 있는 형대에 따라 다릅니다. 그러나 금이 묻혀 있는 형태와 관계없이 공통으로 필요한 두 단계가 있는데, 하나는 금광석을 캐내는 것이고, 다른 하나는 금광석에서 금을 분리하는 것입니다. 사금을 채취할 때에는 대부분 이 두 단계가 금이 묻혀 있는 곳에서 이루어지지만, 땅속에서 캐낼 경우에는 금광석을 분쇄소로 운반해 필요 없는 암석을 골라내는 쓸모 있는 광물만 분리해냅니다. 금광맥은 땅속에서 석탄을 캐는 것처럼 굴착기를 이용해 광맥의 방향을 따라 땅을 파가면서 찾아냅니다. 어떤 금광석은 지표면에서 캐내기도 하는데, 광부들은 암석에 구멍을 뚫어 화약을 넣고 폭발시킵니다. 이렇게 광석을 부순 뒤 금이 들어 있는 암석 조각을 분쇄 소로 운반합니다.

 

금의 산지 

세계의 주요 금 생산국으로는 남아프리카 공화국, 미국, 오스트레일리아, 캐나다, 러시아 등이 있습니다. 남아프리카 공화국에 있는 금광은 경제성이 매우 높습니다. 대표적인 금광업 중심지는 윗워터즈랜드로, 세계에서 매장량이 가장 많습니다.

 

금을 분리하는 방법

금을 광석이나 바닷물에서 분리하는 방법으로는 부유선광과 사이안화법이 있습니다. 아주 잘게 부서진 광석 입자를 서로 분리하는 과정이 부유선광인데, 광석 속에 들어 있는 서로 다른 금속이 기름 거품에 달라붙는 정도의 차이를 이용합니다. 잘게 부순 금광석을 물에 섞기 전에 부유제로 쓰이는 기름과 화학물질을 먼저 물에 섞습니다. 그런 다음 금광석을 물에 넣고 공기를 불어넣습니다. 그러면 금 입자가 공기방울 때문에 표면 위로 떠오르게 되고 이 거품층을 걷어내면 금을 얻을 수 있습니다. 묽은 사이안화 용액이 담긴 큰 그릇에 잘게 부순 금광석을 넣은 방법이 사이안화법입니다. 용액 속의 금 입자는 아연 금속과 접촉해 분리되거나 침전됩니다. 사이안화법은 금을 분리해낼 수 있는 비율이 90%에 이를 만큼 효율이 매우 높고, 금광에서 파내 버려진 흙더미에서도 금을 분리해낼 수 있습니다.