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금속재료의 기초과학(희토류원소 중심으로)

전문가 제언: ○ 희토류는 희귀금속이라는 금속 그룹의 한 종류이며, “희토류 원소”라고 부른다. 희토류 원소는 란탄계열 15개 원소(원자번호 57～71)와 Sc, Y를 더해 17개 원소를 지칭하며, 경희토류(LREE)와 중희토류(HREE)로 구분한다. 이러한 희토류는 첨단제품 제조에 필수적인 재료로 안정적인 수급이 중요하게 되고 있다.

○ 희토류 금속은 매연촉매, 자석, 형광체, 광학유리, 2차 전지, 초경공구, 디스플레이에 사용되고 있다. 산업별로 소비를 보면(중국 기준) 금속/기계 11%, 유리 세라믹스 22%, 농업 경공업 13% 그리고 2차 전지, 디스플레이, 풍력산업 등의 신사업에 57%가 사용되는 것으로 추정되고 있다.

○ 2010년 미국의 지질환경연구소는 경제성이 있는 희토류 자원의 매장량을 99,000천 톤으로 추정하였다. 전체 희토류 금속의 80% 정도는 중국, 미국, 독립국가연합 등 5개국에 주로 매장되어 있다. 그간 중국이 제품의 대부분을 생산하고 있으며, 최대 소비국이고도 하다. 그러나 가격이 상승하면서 미국의 Mountain Pass광산과 같은 휴면설비가 재가동을 하였다. 향후 중국의 희토류 공급 독점이 해소될 가능성도 있는 것으로 전망된다.

○ 희토류 산업은 광산, 분리, 산화물 정련, 합금, 최종 수요업체로 구분된다. 우리나라 전자업체 등 수요자들은 산화물이나 합금을 수입하여 소재로 사용하는 경우가 대부분이다. 희소금속의 확보 중요성은 많이 부각되어 있지만 관련 기술에 대한 연구는 미미하다. 최근에 희소금속산업 기술연구센터에서는 폐자원을 재활용하여 재탄생시키는 공정개발에 나서고 있다.

○ 희토류 금속에 대한 문제점과 이를 위한 다각적인 방안으로는 리사이클이나 제품의 재사용·장기 이용기술 , 대체 재료개발, 사용량의 삭감기술 개발이 필요하다. 또한 정부 차원의 안정적인 공급원 확보나 유효한 비축시스템 구축, 순환이용을 위한 사회시스템 확립을 하여야 한다고 생각된다.

저자: Amano Tadaaki
자료유형: 학술정보