스칸듐에 관한 사실

스칸듐은 은빛 금속으로 부드럽고 밀도가 물의 약 3배입니다. Chemicool에 따르면 스칸듐은 전이 금속이며 유사한 화학적 특성(예: 다른 원소로부터 추출 및 분리의 어려움)과 동일한 광석에 존재하기 때문에 희토류 원소로 간주됩니다.

스칸듐은 주기율표에 따르면 지구상에서 31번째로 가장 풍부한 원소이며, Chemicool에 따르면 지각의 중량 기준으로 약 22ppm입니다.

스칸듐은 얇게 흩어져 있으며 800개 이상의 광물에서 발견되었습니다. Scandium Mining에 따르면 이러한 광물 내에서 스칸듐은 산화물 형태(Sc2O3, 스칸디아 또는 산화 스칸듐이라고도 함)로 발견됩니다. Chemistry explained에 따르면 스칸듐의 가격은 일반적으로 산화 스칸듐의 경우 킬로그램당 수천 달러, 순수 스칸듐의 경우 킬로그램당 최대 수십만 달러로 높음에도 불구하고 스칸듐에 대한 상업적 용도가 많이 있습니다.

New World Encyclopedia에 따르면, 주기율표를 창안한 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프는 1869년에 스칸듐(그는 "에카보론"이라고 불렀으며 붕소와 유사함)의 존재와 특성을 예측했습니다. 스웨덴의 화학자인 Lars Fredrick Nilson은 광물인 euxenite와 gadolinite의 스펙트럼을 조사하던 중 1879년에 이 원소를 발견했습니다. 이 원소는 스칸디움이 함유된 광물 때문에 스칸디나비아를 뜻하는 라틴어 "Scandia"에서 이름을 따왔습니다. 네덜란드 역사가 피터 반 데르 크로그트(Peter van der Krogt)에 따르면 시간은 스칸디나비아 반도에만 존재하는 것으로 밝혀졌습니다. 스웨덴 화학자 Per Teodor Cleve는 Nilson이 발견한 새로운 원소가 Mendeleev가 제안한 원소와 동일하다는 연결고리를 만들었습니다.

스칸듐을 분리하려는 첫 번째 시도에서 Nilson과 그의 팀은 10kg의 유세나이트를 처리하여 약 2g의 산화 스칸듐을 생산할 수 있었습니다. 신세계백과사전(New World Encyclopedia)에 따르면 금속 스칸듐은 1937년 독일 화학자 Werner Fischer, Karl Brünger 및 Hans Grienseisen에 의해 처음으로 생산되었습니다. 1960년에는 순도 99%의 스칸듐이 생산되었습니다.

스칸듐과 관련된 대부분의 연구는 특히 알루미늄과 함께 스칸듐 합금을 사용하는 것입니다. 이들 연구의 대부분은 스칸듐을 다른 금속과 결합할 때의 이점과 어떤 합금이 사용될 수 있는지에 대해 논의합니다. 미국 발명가인 William Tack이 1997년에 출원한 특허와 같이 합금을 사용하는 새로운 방법이 있으며, 호주 연구진인 Weiwei Wang et al.의 이 연구와 같이 다양한 자원에서 스칸듐을 회수하는 지속적인 연구도 있습니다. 2010년 Elsevier의 Hydrometallurgy 섹션에 게재된 연구원입니다.

Tack의 특허에는 용접을 통해 자전거 프레임과 같은 구조물을 조립하기 위해 알루미늄-스칸듐 합금을 사용하는 방법이 설명되어 있습니다. 사용된 합금에는 저자의 용접 기술을 사용하여 다양한 구조에 대한 재료의 최상의 조합을 결정하기 위해 실리콘, 망간, 마그네슘, 지르코늄, 티타늄 및 구리를 포함한 다른 "충전재"와 함께 다양한 양의 스칸듐이 포함되어 있습니다.

2010년 연구에서는 여러 자원에서 스칸듐을 회수하는 여러 공정을 설명했습니다. 스칸듐은 주로 우라늄, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 및 기타 희토류 광석과 같은 다른 광석을 채굴할 때 부산물로 회수됩니다. 침출, 용매 추출, 침전 및 하소를 포함하여 남은 광석에서 스칸듐을 회수하기 위해 다양한 기술이 사용됩니다.

캘리포니아의 해양과학 학생인 Claire Parker가 2016년에 발표한 논문 연구에서는 해양에서 스칸듐의 중요성을 논의합니다. 미량 금속은 해양 환경 건강에 필수적인 미량 영양소이며, 철은 가장 많이 연구된 반면, 스칸듐은 바다에서 발견되는 가장 적게 연구된 미량 원소 중 하나였습니다. 스칸듐의 알려진 생물학적 역할은 없습니다. 따라서 저자에 따르면 바다에 용해된 스칸듐은 해양 철 순환의 비영양소 측면과 관련이 있을 수 있습니다.