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        터키 붕소광상의 부존특성 및 형성환경

        고상모,이범한,이길재,Koh, Sang-Mo,Lee, Bum Han,Lee, Gilljae,Cicek, Murat 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.5

        터키의 붕산염($B_2O_3$)의 연간 생산량은 3백만 톤으로 전 세계 생산량의 약 61%를차지하며, 미국과 함께 전 세계 붕소 자원의 주 공급처이다. 터키에는 비가디치(Bigadic), 에멧(Emet), 케스텔렉(Kestelek), 크르카(Kirka), 술탄챠이르(Sultancayiri) 다섯 개의 대표적인 붕소 광상이 있으나, 2014년 현재 비가디치, 에멧, 크르카 3개 광상에서 붕소를 생산하고 있다. 이들 광상들은 세계적인 규모의 광상이다. 크르카 붕소 광상은 신제3기 화산성-퇴적암 층군의 이회암 내에서 층상형, 각력형, 괴상형으로 산출되나 층상형이 매우 넓고 우세하게 발달한다. 이 광상에서는 붕사, 울렉사이트, 콜레마나이트 등 다양한 붕소광물이 산출하지만 붕사가 가장 풍부하게 산출된다. 광상의 중앙부는 Na-붕소광물(붕사), 중간대에서는 Na-Ca 붕소광물(울렉사이트), 바깥지역은 Ca-붕소광물(콜레마나이트)로 수평적인 대칭 광물분대를 나타내는데, 이러한 광물분대는 수직적으로도 발달하기도 한다. 비가디치 붕소 광상은 세계에서 가장 큰 콜레마나이트 광상으로 알려져 있다. 신 제3기 마이오세 층군 내 2개 붕소 층에서 산출된다. 붕소 함유층은 수 m에서부터 100 m 이상까지의 두께와 수백 m의 연장성을 보인다. 붕소 광체는 점토암, 이암, 응회암, 층상 석회암과 교호되어 발달하며, 렌즈상 광체형을 나타내고. 콜레마나이트와 울렉사이트가 가장 풍부하게 산출한다. 술탄챠이르 붕소 광상은 석회암 내에 붕소 광체가 배태된다. 주요 산출 광물은 팬더마이트와 울렉사이트이다. 팬더마이트는 교질상 구형 집합체로 산출되며, 울렉사이트는 세맥상으로 산출한다. 터키의 붕소 광상은 신제3기 마이오세의 플라야호 환경에서 형성된 증발형광상으로 알려져 있다. 붕소는 제3기 마이오세 화산활동과 관련된 화산재 또는 단층대를 따라 이동한 열수로 공급되어 플라야호에 농집되어 장기간 증발에 의해 형성된 것으로 해석되고 있다. The annual borate production in Turkey is about 3 million tons, which occupies approximately 61 percent of total annual world production. Turkey has five boron deposits including Bigadic, Emet, Kestelek, Kirka, and Sultancayir. At present, Bigadic, Emet, and Kirka deposits are operating. Kirka boron deposit is distributed within volcanoclatic sedimentary group as mainly layered, rarely brecciated and massive types. Major borate is borax associated with colemanite and ulexite. They show a horizontal symmetrical zonation from Na borate (borax) in the center of deposit to Na-Ca borate (ulexite) and Ca-borate (colemanite) in margin. Bigadic boron deposit is known as the largest colemanite deposit in the world. This deposit occurs as two borate bearing horizons in Miocene volcanoclastic sedimentary group. Thickness ranges from several meters to 100 meter with a length of several hundreds meters. Borate ore bodies which are mainly composed of colemanite and ulexite are alternated with claystone, mudstone, tuff and layered limestone as lenticular shape. Sultancayir boron deposit is mainly distributed within gray limestone. Main borate minerals of this deposit are pandermite and ulexite. Pandermite and ulexite occur as colloform aggregate and small veinlet, respectively. Turkish boron deposits are evaporite deposit which were formed in Miocene playa-lake environment. Boron was supplied to the deposits by the volcanic and hydrothermal activities.

      • KCI등재

        터키 리튬 함유 붕소광상에서 산출하는 스멕타이틱-점토로부터의 리튬 추출

        이원종 ( Won-jong Lee ),윤소정 ( Soh-joung Yoon ),전철민 ( Chul-min Chon ),허철호 ( Chul-ho Heo ),이길재 ( Gill-jae Lee ),이범한 ( Bum-han Lee ),( Murat Cicek ) 한국광물학회 2016 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.29 No.4

        신제3기 마이오세(Miocene)의 플라야호(playa lake) 환경에서 형성된 증발형 붕소 광상인 터키의 비가디치(Bigadic) 광상과 크르카(Kırka) 광상에서 산출되는 점토에서 각각 LiO2가 0.02-0.21%, 0.16-0.30% 함유되어 있다. 이는 점토에 리튬을 함유한 헥토라이트(hectorite)가 함유되어 있기 때문으로 확인되었으며 붕소 광석을 처리하고 남은 광미도 LiO<sub>2</sub> 0.04-0.26% 포함하고 있는 것으로 보고된다. 약 0.18%의 리튬 함량을 보이는 비가디치 및 크르카 광상 점토 시료 각 1개에 대하여 추출 가능한 리튬의 양을 알아보았다. 본 연구의 XRD 분석 결과 크르카 광상의 시료에는 25.7%, 비가디치 시료에는 79.7%의 헥토라이트가 함유되어 있었다. 이들 점토가 리튬 광석으로 활용될 수 있는지 알아보기 위해 (1) 산 처리 용출 및 (2) 열처리 침출 방법으로 리튬을 추출하였다. 두 광상 시료 모두 0.25 M염산과의 반응시간에 따라 용출되는 리튬의 양이 증가하였으나 10시간 이상 반응시켰을 때는 용출되는 리튬의 양이 더 이상 증가하지 않았다. 10시간 이상 반응시켰을 때, 크르카 광상 점토 시료에서 89%의 리튬이 용출되었으며 비가디치 광상 점토 시료에서 71%의 리튬이 용출되었다. CaCO<sub>3</sub> 및 CaSO<sub>4</sub>와 함께 1,100℃에서 2시간 열처리하여 크르카 광상 시료에서 87%, 비가디치 광상 시료에서 82%의 리튬을 추출하였다. 크르카 광상의 점토 시료는 산 처리로 더 많은 양의 리튬을 추출할 수 있었으며 비가디치 광상의 시료는 열처리 방법으로 리튬을 더 많이 추출할 수 있었다. Smectitic clays, occurring in Kırka and Bigadic boron evaporite deposits formed in Miocene playa lake environment in Turkey, contain LiO<sub>2</sub> 0.02-0.21% and 0.16-0.30%, respectively, and boron tailings are also reported to contain LiO<sub>2</sub> 0.04-0.26%. Lithium in smectitic clays was identified to be retained in hectorite. The XRD results revealed that hectorite was contained in 25.7% and 79.7% of Kırka and Bigadic deposit samples respectively. In this study, we selected a clay sample from each deposit with lithium content of ~0.18% and estimated extractable lithium by acid treatment and roasting method commercially applicable to lithium resources, such as lepidolite and hectorite. When 1 g of crushed clay (particle size less than 74 μm) was reacted with 200 mL of 0.25 M HCl solution, the amount of lithium dissolved increased with the increase of reaction time up to 10 hours for both samples. Reaction time longer than 10 hours did not significantly increased the amount of lithium dissolved. After 10 hours of reaction, 89% of lithium in the clay sample from the Kırka deposit was dissolved, while 71% of lithium was dissolved from the Bigadic deposit tailing sample. 87% of lithium in the clay sample from the Kırka deposit was extracted and 82% of lithium was extracted from the Bigadic deposit tailing sample by the roasting extraction method, where clays were leached after a thermal treatment at 1,100℃ for 2 hours with CaCO<sub>3</sub> and CaSO<sub>4</sub>.

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