희토류 원소의 습식제련

전문가 제언

○ 희토류원소(rare earth elements)는 주기율표의 란타나이드(lanthanide) 계열에 속하는 15개 원소에 Y과 Sc을 더한 17개 원소를 가리킨다. 이 원소들을 희토류라고 부르는 이유는 농축된 광석 형태로 존재하는 것이 드물고, 화학적 성질이 유사하여 각각의 원소로 분리 정제하는 것이 매우 어렵기 때문이다. 현재 전 세계 희토류 생산량의 90%를 점하고 있는 중국의 위협 때문에 미국, 호주, 캐나다, 일본 등이 기존 광산의 재개 및 새 자원의 개발에 전력을 기울이고 있다.

 

○ 희토류는 원소가 무거워질수록 이온반경이 감소하는 현상을 보이며, 이것을 이용하여 분별 결정, 이온교환 및 용매추출법 등의 희토류 원소 분리법이 개발되었다. 그밖에 물의 분해전위보다 산화/환원전위가 낮은 Ce(IV), Sm/Eu/Yb(II)의 분리에 이용되는 산화/환원법도 있다. 용매추출은 수용액 중의 희토류 원소들을 유기용매로 이동시키는 방법으로 연속조업이 가능하기 때문에 현재 가장 선호되는 대규모 분리법이다.

 

○ 희토류 광석은 토륨 등 방사성원소들을 함유할 뿐 아니라 원소 분리 공정에서 다량의 독극물이 방출된다. 호주의 경우 자국의 광석을 말레이시아 공장에서 제련하고자 할 정도로 환경문제가 심각하다. 중국이 전 세계 희토류 가채매장량의 23%만 보유하고 있음에도 생산량은 90%나 점하고 있는 것은 중국이 그동안 환경오염을 무시한 덕분이다. 그러나 선진국들이 희토류 제련을 외면하는 동안 중국은 기술적인 면에서도 독보적인 수준에 이르렀기 때문에 현재 중국이 환경문제를 빌미삼아 생산량을 감축하고 있는 것을 반드시 협박이라고 치부할 수는 없다.

 

○ 국내의 희토류 제련연구는 1990년대부터 한국지질자원연구원을 중심으로 수행되어 상당 수준(99.9%)의 제련기술이 확보되었지만, 국내 희토류 자원의 부재로 인해 활용 가능성은 거의 없다. 다만 통일 후 북한의 막대한 희토류 자원을 이용할 수는 있을 것이다. 현재는 생산기술연구원과 지질자원연구원 등이 희토류 자원의 소재화 및 재활용 기술에 대한 연구를 하고 있지만, 앞으로도 제련보다는 희토류 활용기술의 개발과 대체기술 연구에 주력하는 것이 유리할 것이다.

저자

Ben Kronholm, Cobby G. Anderson, and Patrick R. Taylor

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

65(10)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

1321~1326

분석자

심*주

분석물

• 희토류 원소의 습식제련.pdf [342,696 byte]

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