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철강순환에 수반하는 희유금속의 흐름분석

전문가 제언: ○ 철스크랩은 이미 강의 성분을 갖고 있는 철원으로 수명이 다하여 폐기되는 철스크랩의 90% 이상이 전기로 제강용 원료로 재활용된다. 2008년도 세계의 조강(crude steel) 생산량은 13억 2,600만 톤으로 이 중 약 45%가 철스크랩을 원료로 하여 제조되었으며 국내의 경우에는 총생산량 5,360만 톤의 43.6%에 해당하는 2,340만 톤이 철스크랩에 의한 전기로제강으로 제조되었다.

○ 철스크랩에 비교적 높은 농도로 함유된 Cu와 Sn은 제강과정에서 제거가 곤란한 순환성 원소로 반복되는 스크랩의 재활용과정에서 농도가 점점 축적되어 고급강의 제조에는 스크랩을 선별해서 사용해야 하는 문제가 있다. 또한 스크랩에는 Mn, Cr, Ni, W, Mo, Co, V 등 고합금강에서 유래하는 귀중한 희유금속이 미량 함유되어 있으나 이를 경제적으로 회수할 수 있는 방법이 없어 오히려 스크랩으로부터 재생되는 철강재를 오염시키는 요인이 되고 있다.

○ 철스크랩을 유용한 철원으로 이용하기 위해서는 점점 축적되어가는 Cu와 Sn의 제거기술이 필요하다. 또 가격이 비싸고 자원적으로 안정공급이 우려되는 희유금속의 확보를 위하여 Ni, Cr, W, Mo, Co 등의 합금성분을 회수하는 기술도 필요하다. Cu와 Sn의 제거기술로는 진공정련법, flux정련법 등이 연구실 규모에서 개발되고 있다. 희유금속의 회수방법으로는 산화정련법, 황화정련법, 염화정련법 등에 대한 열역학적 가능성이 제시되고 있어 이에 대한 기술적 가능성의 검증이 요망된다.

○ 철스크랩은 국내외를 막론하고 앞으로도 귀중한 철원으로 사용될 것이다. 그러나 수집되는 각종의 스크랩은 서로 혼합되므로 성분조성이 불확실한 문제가 있다. 스크랩에 함유된 희유금속의 물질흐름을 분석하는 WIO-MFA모델은 스크랩의 효율적 관리와 이용에 유용한 수단으로 활용될 수 있을 될 것이다. 국내에서도 전기로 제강의 비중은 매우 큰 만큼 국내의 스크랩 활용 유형에 맞는 모델개발이 필요하다. 이를 위해서는 국내철강업의 합금사용량, 강종별 조성정보, 생산량 및 강종별 수요구조 등에 관한 통계자료의 확보가 요망된다.

저자: Kazuyo Matsubae -Yokoyama
자료유형: 학술정보