네오디뮴 자석 재활용 - 비교 LCA 기술

전문가 제언

○ 희토류 원소(REE; rare earth element)란 원소 주기율표에서 원자번호 57∼71까지 란타넘족 15개 원소인 란타늄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 이르븀(Er), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb), 루테튬(Lu)과 2개 원소 스칸듐(Sc), 이트륨(Y)으로 모두 17개 금속 원소이다. REE는 일반적으로 좋은 화학적 안정성, 고 융점, 좋은 전성, 좋은 연성, 좋은 열전도성 등을 보여 핵심 재료로 활용된다. 국내 생산이 전무한 네오디뮴은 바스트네사이트((Ce,La,Nd,Pr)CO3F), 모나자이트((La, Ce, Nd, Pr)PO4) 등과 같은 광석에 함유되어 있다.

 

○ Nd, Dy와 같은 REE로 제작된 네오디뮴자석(NdFeB)은 지구상에서 현존하는 가장 강력한 제3세대 영구 자석으로 알려지고 있다. 이는 중량이 가볍고, 자기 에너지가 강하며, 자성이 매우 강한 특성을 보인다.

 

？ NdFeB은 하드디스크 내장 모터, 휴대 전화 스피커, 전기 자동차용 전기 모터, 하이브리드 자동차용 전기 모터 등에 쓰이고 있다. 전기 모터용 네오디뮴 자석에서 쓰이는 Dy, Tb 등은 고비용이다.

 

○ 우리나라에서는 네오디뮴 자석 제조시 발생하는 스크랩(scrap)을 재활용하고 있지만, 폐 네오디뮴자석 수집 어려움으로 재활용하지 못하고 있다. 다만, 네오디뮴 자석은 대형 자석을 포함하는 NMR CT 영상 장비의 폐기 단계에서 수집되어 재활용되고 있다. 네오디뮴 자석으로부터 발생하는 스크랩의 재활용은 금속 추출 재활용, 자석 합금의 원료로 재생하는 합금 소재 재활용, 자석 합금으로 그대로 재이용하는 재이용법 등으로 구분된다. 자석 재활용은 습식, 건식 기술로 대분된다.

 

○ 국내 현황 및 향후 연구 개발 동향 : 희토류 영구 자석인 네오디뮴 자석(NdFeB) 재활용 기술과 관련하여, 국내에서는 연구가 알려진 바 없다. 그러나 2014년에 공주대학교에서는 폐 NdFeB 스크랩으로부터 얻어지는 Mg-Nd 합금으로부터 Mg계 벌크 비정질 합금의 제조 기술을 연구하였다. 향후에 NdFeB의 고효율 친환경 재활용 시스템의 설계 기술, 공정 기술, 구축 기술, 평가 기술 등이 개발돼야 한다. 

저자

Hongyue Jin, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2016

권(호)

48()

잡지명

Procedia CIRP

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

45~50

분석자

김*호

분석물

• 네오디뮴 자석 재활용 - 비교 LCA 기술.pdf [461,928 byte]

이미지변환중입니다.