한마디로 티타늄은 매우 귀하고 비싼 금속이다. 하지만 광석 상태의 티타늄은 구리보다도 100배나 흔하다. 대부분 페인트의 흰색은 이산화티타늄으로 만든다. 또한 연간 400만 톤의 티타늄이 페인트, 선 블록, 치약, 종이 등에 사용되고 있다.
티타늄이 고가인 것은 광석이 귀해서가 아니라 광석을 렌치나 자전거 프레임처럼 원하는 제품으로 가공하기가 힘들어서다. 일반적인 티타늄 제조과정은 이렇다. 우선 녹을 정도로 광석을 가열한 다음 공기에 접촉시키면 불이 붙는다.
그 다음 제련, 단소, 용접을 거친 후 진공이나 불활성가스 속에서 주조하는 공정을 거치면 원하는 티타늄 제품이 된다. 하지만 필자는 열과 주변에 있는 흔한 화학물질만으로도 티타늄을 제조해 낼 수 있다. 필자는 철도 레일을 용접할 때 쓰는 테르밋 기법을 사용했다. 테르밋 기법은 금속산화물과 알루미늄 간의 탈산반응을 이용하는 것인데, 산화철은 알루미늄과 반응해 액체 철이 된다.
필자는 철 대신 이산화티타늄을 사용했다. 하지만 이 반응에서 이산화티타늄에 있던 산소 원자가 알루미늄에 옮겨가기 때문에 소재가 녹을만한 충분한 열이 나오지 않는다. 그래서 필자는 건식벽체 반죽(황산칼슘)과 많은 알루미늄 파우더를 섞었다.
이들이 반응하면 엄청난 열이 발생돼 티타늄이 용기 바닥에 고이게 된다. 형석 가루를 넣으면 녹은 금속이 더욱 잘 흐르게 되고 공기와 접촉해도 쉽게 식지 않게 된다. 필자는 이 과정에 점토로 된 화분을 사용했다. 화분 속에 모래를 집어넣어 구멍을 막으니 티타늄이 식어 딱딱한 금속이 될 때까지 버텨주었다.
유감스럽게도 이 방법은 많은 양의 티타늄을 생산하기에는 적합하지 않다. 그런 만큼 이를 따라 해서 700달러짜리 가위를 만들어 팔 생각은 버리는 것이 좋다.
achtung!
이 실험을 가정에서 따라 해서는 안 된다. 이 반응은 매우 강렬하다. 녹은 뜨거운 금속은 화분에서 멀리까지 튀어 날아갈 수 있으며, 화재를 일으킬 수 있다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
