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희토류금속의 건식제련과 리사이클링

전문가 제언: ○ 현재 하이브리드 자동차와 전기자동차 및 풍력 발전시설이 증가되면서 고성능 Nd계 모터나 내열성이 높은 Dy계 고성능 자석의 수요가 증가하고 있다. 희토류 자원은 중국에 편중되어 있어서 중국의 자원조절 정책에 따라 원료수급 문제가 원활하지 않은 경우가 있으므로 자원확보를 위하여 폐희토류 자원의 리사이클링이 강하게 요구되고 있다. 폐희토류 자원 리사이클링은 습식과 건식으로 대별하는데, 친환경적인 건식리사이클링 시스템기술에 대한 개발이 산업화에 중요하다고 생각된다.

○ 희토류자원의 습식 리사이클링은 산으로 침출하여 수화반응에 의해 침전 회수하는 방법으로 현재 많이 사용하고 있지만 희토류 자원 중에 Fe가 많이 함유되어 있어서 폐액이 많이 배출되므로 환경오염을 철저히 규제하는 나라에서는 적합하지 않다. 한편 녹색화 건식공정인 용융염 전해법이나 AlCl3와 희토류착체를 이용한 화학기상수송법을 이용하여 희토류를 추출 분리하는 방법이나 용융염과 합금격막을 이용하여 Nd, Dy 등을 분리 회수하는 제련법 등의 친환경 공정 특징이 있다.

○ B2O3 플럭스와 LnxOy-B2O3 혼합융체에 용융 Nd-Fe-B 등의 철 용융합금 중의 Nd, Dy, Pr 등이 산화되어 LnxOy-B2O3융체에 농축시키는 방법은 플럭스와 용융합금만의 반응으로 희토류금속이 농축되는 특수 방법이지만 실제로 융체 합금 중에서 희토류금속이 산화되어 플럭스 중에 농축되는 기구가 분명하지 않아서 실용화에 문제가 있다고 생각된다.
○ 우리나라의 경우 Nd-Fe-B계 자석재료를 중국이나 일본에서 수입하여 판매하는 회사는 정신상사(주), 오현스타(주) 등 중소회사는 많으나 합금제조부터 Nd계 자석을 제조하는 회사는 없는 실정이다. 한편 현재 한국 광물자원공사는 포스코 차이나와 공동으로 중국 네이멍구 포두시에 Nd 1,000톤/년, Nd-Fe-B 자성재료 1,000톤/년 생산하고 있고 우리나라의 연간 Nd-Fe-B 자성재료 수입량은 1,995톤(3천4백만 달러)에 이른다. 앞으로 이 희토류 자원들이 폐자원으로 될 것을 대비하여 리사이클링 기술개발을 위한 산업체와 정부지원이 필요하다고 생각된다.

저자: O. Takeda, T.H. Okabe
자료유형: 학술정보