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산화세륨의 합성과 리사이클링

전문가 제언: ○ 세륨은 희토류 원소 중 지각에 함유량이 가장 높고, 실제 사용되는 양도 가장 많다. 그간 세륨과 그 산화물은 주로 연마제로 많이 이용되어 왔으나, 최근에는 촉매용, 반도체용, 고체산화물 연료전지, 초전도재료 등의 첨단산업으로 응용이 확대되고 있다.

○ 희토류 원소의 지각 중 평균 함유량은 100ppm 이하이며, 가장 높은 Ce가 74ppm이고, La 68ppm, Nd ppm 등이고 10ppm 이상이 6개 원소에 불과하다. 그러나 광물매장량 분포를 보면, 중국, 러시아, 미국, 호주, 인도 등의 5개국에 편재되어 있다.

○ 이 문헌은 산화세륨 미분말 합성에 관한 것으로, 공침법, 균일침전법, Solvo thermal에 대해서 설명하고 있다. 또한 산화세륨의 리사이클에서 유리 연마에 사용된 폐기물의 재활용에 대한 기술하였다.

○ 일본은 산화세륨의 40%는 유리 연마제로 사용되고 있어, 연마제로 사용된 산화세륨의 리사이클이 검토되고 있다. 이 연마제는 고형성분으로 50~90wt% CeO2를 함유하고 있으며, 주로 SiO2와 Al2O3이 불순물이며, 함수율이 높은 것은 산업폐기물로 폐기되고 있다. 국내에서도 디스플레이 기판 등의 연마에 다량의 산화세륨이 사용되고 있어, 관심을 가는 내용이다.

○ 그간에 희토류 공급은 상당한 변화가 있었으며, 현재는 중국이 광물공급을 주도하게 되었고 주요 가공국가이자 정련화합물 이용국가가 되었다. 중국은 이미 희토류 재료의 생산과 수출을 통제하고 있으며, 2011년 수출 쿼터는 14,500톤으로 2010년 16,300톤 대비 11% 감소하고 있다. 따라서 한국도 중국에만 의존하여 첨단사업에 소요되는 수요를 충족시킬 수 없어 향후 대체 공급처 개발과 리사이클에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.

저자: Tsugio Sato
자료유형: 학술정보