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지난 11월 28일 금요일, <;어린이과학동아>; 명예기자인 성훈이와 민주는 ‘보물’을 찾으러 한국지질자원연구원 지질박물관에 찾아갔어요. 두 친구는 번쩍번쩍 빛이 나는 금은덩이를 만날 생각에 전날 잠도 못자고 밤을 꼴딱 새어버렸대요. 성훈이는 금덩이를, 민주는 은덩이를 찾기로 다짐했지요. 그런데 여기서 보물을 어떻게 찾느냐고요? 바로 지질박물관에서 ‘생활 속에 숨어 있는 금은’ 특별기획전이 열리고 있거든요.
금과 은 나와라, 뚝딱!
“와아~!”
전시장에 들어선 명예기자들은 탄성을 질렀어요. 아름다운 백제시대 금관이 번쩍이고 있었거든요. 금으로 만든 아이언맨 피규어와 금박으로 싼 티라노사우루스, 은으로 만든 치아보형물, 은찻잔도 무척 예뻤어요. 그리고 무엇보다도 바위에 박힌채 발굴된 자연금과 자연은이 눈길을 끌었지요.
금과 은은 아름다운 빛이 나는 데다 무척 희귀해서 오래 전부터 보석과 장신구를 만드는 데 쓰였어요. 두 금속은 공기나 물에 닿아도 잘 변하지 않고 전기와 열을 통하게 하는 성질도 커요. 망치로 두드리면 잘 펴지고, 잡아당기면 끊어지지 않고 길게 늘어나서 원하는 모양으로 만들기가 쉽지요.
또 아연이나 니켈, 구리 같은 금속을 섞으면 단단하고 강하게 만들 수도 있답니다. 그래서 금과 은은 여러 산업 분야에서도 쓰이고 있어요.
금 Au
원자번호79
노란색을 띤다.
고온에서도 물이나 산소에 반응하지 않아 색이 변하지 않는다. 화학약품에도 잘 녹지 않지만 진한 염산과 진한 질산을 3:1로 섞은 왕수에는 녹는다. 화강암 안에 알갱이처럼 박혀 있다(산금).
이런 바위가 풍화작용으로 부서지면 강이나 시냇가에서 알갱이(사금)로도 볼 수 있다.
은 Ag
원자번호47
햇빛을 약 95%나 반사해 반짝반짝 흰 빛을 낸다.
은으로 만든 물건을 오래 두면 공기 중 황과 반응해 황화은이 되면서 검게 변한다. 질산이나 뜨겁고 진한 황산에는 잘 녹는다. 화강암에서 은 광물이나 금과 은의 합금(일렉트럼) 상태로 찾을 수도 있지만, 대부분은 휘은석이나 담홍은석, 농홍은석 안에 들어 있다.
비상! 가짜 금에 속지 마세요!
황금색으로 번쩍번쩍 빛나는 황철석은 얼핏 보면 금과 착각하기 쉬워요. 하지만 금보다 단단하고, 망치로 두드리면 부서져 버리죠. 주사위처럼 생긴 결정 형태로, 표면에는 긁힌 듯한 무늬가 나타나 있어요. 광물을 가루로 만들었을 때 색깔도 달라요. 금 가루는 노란색, 황철석 가루는 검은색을 낸답니다.
내 손에도 금과 은 광산이 있다!
금과 은이 보석이나 장신구로만 쓰이는 것은 아니에요. 스마트폰이나 컴퓨터, TV, 복사기 같은 가전제품이나 건축물의 유리, 공업용 부품, 의료장비 등을 만들 때도 금과 은이 사용되고 있어요. 앞서 이야기했듯이 공기나 물에 닿아도 잘 변하지 않고, 전기와 열을 통하게 하는 성질도 크기 때문이지요.
하지만 땅속에 묻혀 있는 금과 은의 양은 한정돼 있어요. 그래서 과학자들은 더 이상 사용하지 않는 물건에서 금과 은을 다시 뽑아내는 방법을 개발하고 있지요. 전시장에서도 우리 생활 곳곳에서 금과 은이 숨어 있는 물건을 볼 수 있었어요. 재활용할 수 있는 자원이 가득해 ‘도시 광산’이라고 부른대요.
쓰레기 가전에서 금과 은 캐내는 ‘도시 광산’ 하루가 멀다 하고 엄청난 기능의 스마트폰과 TV가 등장하는 현대사회에서는 그만큼 버리는 가전제품도 많아요. 과학자들은 생활 폐기물로부터 금과 은 같은 귀금속과 타이타늄, 팔라듐, 로듐 같은 희귀금속을 뽑아내 재활용하고 있어요.
놀랍게도 금광석 1t에서는 금을 3~5g 정도 얻을 수 있지만, 버려지는 휴대전화 1t(약 1만 대)에서는 200~400g이나 얻을 수 있답니다. 또한 반도체칩 1t에서도 금을 200~600g이나 얻을 수 있대요. 자연에서보다 찾기가 쉽고 생산율도 훨씬 높은 셈이지요.
명예기자들, 도시광산연구실 가다
그렇다면 폐휴대전화로부터 어떻게 금과 은을 추출할 수 있는 걸까요?
명예기자들은 한국지질자원연구원 도시광산연구실을 찾아갔어요. 이 연구실에서는 폐휴대전화에서 금이나 은, 백금, 니켈 같은 금속을 되찾는 기술을 개발하고 있어요. 명예기자들은 신도연 박사와 함께 폐휴대전화로부터 금속을 추출하는 공정을 하나하나 살펴보았답니다.
연구실 1층에는 커다란 깔때기가 달린 ‘파쇄기’가 있었어요. 폐휴대전화를 넣어 잘게 부수는 장비예요. 그 조각들을 긴 꽈배기 모양의 ‘선별기’에 넣으면 조각들이 빙글빙글 돌면서 플라스틱과 금속 등 종류별로 나눠져요. 물질에 따라 질량이 다르면 깔때기에 머무르는 속도가 다르다는 원리를 이용했지요. 이렇게 선별한 금속 조각을 산이나 염기로 녹인 뒤, 건더기를 걸러 금속이 녹아있는 용액을 얻어요. 그리고 금과 은에 달라붙는 유기 용매가 담긴 분별깔때기에 넣으면, 금과 은 농축용액을 얻을 수 있어요. 신 박사님은 “이 농축용액에 전기를 흘려주면 음극에 달라붙은 순금과 순은을 얻을 수 있다”고 설명했어요.
우리나라에서는 해마다 휴대전화가 1000만 대 이상 버려지고 있어요. 아직까지 집에서 보관하고 있는 폐휴대전화도 4500만 대가 넘을 것으로 추측되지요. 혹시 친구들의 집에도 도시 광산이 잠들어 있진 않나요? 그렇다면 소중한 보물을 찾아서 가까운 주민센터나 시·도청, 휴대전화 판매점에 마련된 수거함에 넣어 주세요!
금과 은 나와라, 뚝딱!
“와아~!”
전시장에 들어선 명예기자들은 탄성을 질렀어요. 아름다운 백제시대 금관이 번쩍이고 있었거든요. 금으로 만든 아이언맨 피규어와 금박으로 싼 티라노사우루스, 은으로 만든 치아보형물, 은찻잔도 무척 예뻤어요. 그리고 무엇보다도 바위에 박힌채 발굴된 자연금과 자연은이 눈길을 끌었지요.
금과 은은 아름다운 빛이 나는 데다 무척 희귀해서 오래 전부터 보석과 장신구를 만드는 데 쓰였어요. 두 금속은 공기나 물에 닿아도 잘 변하지 않고 전기와 열을 통하게 하는 성질도 커요. 망치로 두드리면 잘 펴지고, 잡아당기면 끊어지지 않고 길게 늘어나서 원하는 모양으로 만들기가 쉽지요.
또 아연이나 니켈, 구리 같은 금속을 섞으면 단단하고 강하게 만들 수도 있답니다. 그래서 금과 은은 여러 산업 분야에서도 쓰이고 있어요.
금 Au
원자번호79
노란색을 띤다.
고온에서도 물이나 산소에 반응하지 않아 색이 변하지 않는다. 화학약품에도 잘 녹지 않지만 진한 염산과 진한 질산을 3:1로 섞은 왕수에는 녹는다. 화강암 안에 알갱이처럼 박혀 있다(산금).
이런 바위가 풍화작용으로 부서지면 강이나 시냇가에서 알갱이(사금)로도 볼 수 있다.
은 Ag
원자번호47
햇빛을 약 95%나 반사해 반짝반짝 흰 빛을 낸다.
은으로 만든 물건을 오래 두면 공기 중 황과 반응해 황화은이 되면서 검게 변한다. 질산이나 뜨겁고 진한 황산에는 잘 녹는다. 화강암에서 은 광물이나 금과 은의 합금(일렉트럼) 상태로 찾을 수도 있지만, 대부분은 휘은석이나 담홍은석, 농홍은석 안에 들어 있다.
비상! 가짜 금에 속지 마세요!
황금색으로 번쩍번쩍 빛나는 황철석은 얼핏 보면 금과 착각하기 쉬워요. 하지만 금보다 단단하고, 망치로 두드리면 부서져 버리죠. 주사위처럼 생긴 결정 형태로, 표면에는 긁힌 듯한 무늬가 나타나 있어요. 광물을 가루로 만들었을 때 색깔도 달라요. 금 가루는 노란색, 황철석 가루는 검은색을 낸답니다.
금과 은이 보석이나 장신구로만 쓰이는 것은 아니에요. 스마트폰이나 컴퓨터, TV, 복사기 같은 가전제품이나 건축물의 유리, 공업용 부품, 의료장비 등을 만들 때도 금과 은이 사용되고 있어요. 앞서 이야기했듯이 공기나 물에 닿아도 잘 변하지 않고, 전기와 열을 통하게 하는 성질도 크기 때문이지요.
하지만 땅속에 묻혀 있는 금과 은의 양은 한정돼 있어요. 그래서 과학자들은 더 이상 사용하지 않는 물건에서 금과 은을 다시 뽑아내는 방법을 개발하고 있지요. 전시장에서도 우리 생활 곳곳에서 금과 은이 숨어 있는 물건을 볼 수 있었어요. 재활용할 수 있는 자원이 가득해 ‘도시 광산’이라고 부른대요.
쓰레기 가전에서 금과 은 캐내는 ‘도시 광산’ 하루가 멀다 하고 엄청난 기능의 스마트폰과 TV가 등장하는 현대사회에서는 그만큼 버리는 가전제품도 많아요. 과학자들은 생활 폐기물로부터 금과 은 같은 귀금속과 타이타늄, 팔라듐, 로듐 같은 희귀금속을 뽑아내 재활용하고 있어요.
놀랍게도 금광석 1t에서는 금을 3~5g 정도 얻을 수 있지만, 버려지는 휴대전화 1t(약 1만 대)에서는 200~400g이나 얻을 수 있답니다. 또한 반도체칩 1t에서도 금을 200~600g이나 얻을 수 있대요. 자연에서보다 찾기가 쉽고 생산율도 훨씬 높은 셈이지요.
명예기자들, 도시광산연구실 가다
그렇다면 폐휴대전화로부터 어떻게 금과 은을 추출할 수 있는 걸까요?
명예기자들은 한국지질자원연구원 도시광산연구실을 찾아갔어요. 이 연구실에서는 폐휴대전화에서 금이나 은, 백금, 니켈 같은 금속을 되찾는 기술을 개발하고 있어요. 명예기자들은 신도연 박사와 함께 폐휴대전화로부터 금속을 추출하는 공정을 하나하나 살펴보았답니다.
연구실 1층에는 커다란 깔때기가 달린 ‘파쇄기’가 있었어요. 폐휴대전화를 넣어 잘게 부수는 장비예요. 그 조각들을 긴 꽈배기 모양의 ‘선별기’에 넣으면 조각들이 빙글빙글 돌면서 플라스틱과 금속 등 종류별로 나눠져요. 물질에 따라 질량이 다르면 깔때기에 머무르는 속도가 다르다는 원리를 이용했지요. 이렇게 선별한 금속 조각을 산이나 염기로 녹인 뒤, 건더기를 걸러 금속이 녹아있는 용액을 얻어요. 그리고 금과 은에 달라붙는 유기 용매가 담긴 분별깔때기에 넣으면, 금과 은 농축용액을 얻을 수 있어요. 신 박사님은 “이 농축용액에 전기를 흘려주면 음극에 달라붙은 순금과 순은을 얻을 수 있다”고 설명했어요.
우리나라에서는 해마다 휴대전화가 1000만 대 이상 버려지고 있어요. 아직까지 집에서 보관하고 있는 폐휴대전화도 4500만 대가 넘을 것으로 추측되지요. 혹시 친구들의 집에도 도시 광산이 잠들어 있진 않나요? 그렇다면 소중한 보물을 찾아서 가까운 주민센터나 시·도청, 휴대전화 판매점에 마련된 수거함에 넣어 주세요!
