황산칼슘
황산칼슘은 화학식 CaSO4를 가지는 무기 화합물로, 칼슘과 황산 이온으로 구성된 염이다. 자연적으로 석고(CaSO4·2H2O)와 경석고(CaSO4·½H2O) 형태로 널리 존재하며, 무수물(CaSO4) 형태로도 발견된다. 다양한 용도로 사용되는 중요한 산업 소재이다.
특성
- 화학적 성질: 흰색 또는 무색의 결정성 고체이며, 물에 약간 용해된다. 용해도는 온도에 따라 약간의 차이를 보이며, 석고의 경우 물에 더 잘 녹는다. 산이나 염기에는 비교적 안정적이다.
- 물리적 성질: 다양한 수화물 형태로 존재하며, 수화 정도에 따라 밀도, 경도 등의 물리적 성질이 달라진다. 석고는 비교적 부드러운 광물이며, 경석고는 석고보다 단단하다. 무수물은 가장 단단한 형태이다.
- 수화 반응: 황산칼슘은 물과 반응하여 수화물을 형성하는 성질이 있다. 석고는 황산칼슘에 물이 첨가되어 생성되는 대표적인 수화물이다. 이러한 수화 반응은 건축 자재로서의 활용에 중요한 역할을 한다.
생산
황산칼슘은 주로 다음의 방법으로 생산된다.
- 천연 광물 채굴: 석고, 경석고, 무수석고 등의 천연 광물을 채굴하여 정제하는 방법이다.
- 화학 공정: 인산 비료 생산 과정에서 부산물로 생성되는 인산석고를 활용하는 방법이 있다. 또한, 다른 화학 반응의 부산물로 얻어지기도 한다.
용도
황산칼슘은 다양한 산업 분야에서 널리 사용된다.
- 건축 자재: 석고 보드, 시멘트 혼화재, 치장 벽토 등의 건축 자재로 사용된다. 석고는 가볍고 단열성이 우수하며, 화재에 강한 특성을 가지고 있어 건축 내장재로 널리 사용된다.
- 의료: 깁스 붕대, 치과용 재료, 의약품 첨가제 등으로 사용된다.
- 농업: 토양 개량제, 비료 등으로 사용된다. 칼슘과 황 성분을 공급하여 작물 생장에 도움을 준다.
- 식품: 두부 응고제, 식품 첨가제 등으로 사용된다.
- 기타: 미술용 석고, 주형 재료, 탈수제 등 다양한 용도로 사용된다.
안전성
황산칼슘은 일반적으로 안전한 물질로 간주되지만, 분진 형태로 흡입할 경우 호흡기 자극을 유발할 수 있다. 장기간 노출될 경우 폐에 영향을 줄 수 있으므로, 작업 시 적절한 보호 장비를 착용하는 것이 좋다.