주요 전략금속자원의 물질흐름 분석 및 효율적 자원 회수 방안연구

Abstract

본 연구는 주요 산업계의 원천 광물 원료 소재인 전략금속 5종의 국내 수급동향 및 발생되는 폐자원의 종류, 발생량, 발생원등을 체계적으로 조사, 분석하고, 이를 바탕으로 각 주요 전략금속별 Material flow(물질흐름) 분석을 통한 효율적 자원 회수 방안을 제시하는 것을 목적으로 하여 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다.

텅스텐의 수요는 일반적인 경제 상황에 뒤따르는 경향이 있다. 가장 많은 최종 용도로 사용되는 초경합금 공구에 텅스텐의 미래 소비량은 다음 산업의 활동 여하에 달려있다. 즉, 자동차 및 항공기 생산, 건설, 광업, 석유 및 가스 시추, 반도체 및 기타 제조업 등이다. 현재 세계 최대 텅스텐 매장량을 보유한 국가는 중국이며, 유한한 지하자원을 수요 증가에 맞추어 개발한다는 것은 한계가 있다. 그리하여 근래의 일반 자원 재활용 추세에 맞추어 스크랩을 회수하여 재활용하고 있는 것은 자원의 보전을 위해서 바람직한 일인 바, 국내에서는 이에 대한 지속적인 연구개발이 강하게 요구된다.

우라늄, 인광석 및 철광석 등에 수반되어 부산물로 산출되는 바나듐은 20세기부터 합금철 첨가제로 쓰이기 시작했다. 매장량 베이스로 러시아, 중국과 남아공의 3개국이 세계 전체의 거의 전부를 점유하고 생산량도 마찬가지이다. 바나듐은 철강 경기와 밀접한 관련을 맺고 가격이 움직여 중국 수요 증가에 따른 철강가격 상승에 동반해 상승하는 추세를 보인 바 있다. 일본 및 국내에서는 오산화바나듐 전량을 수입에 의존하고 있고 수입된 오산화바나듐은 대부분이 페로바나듐 원료로서 사용된다. 오산화바나듐으로부터 특수강을 만들때 발생하는 폐스크랩은 자가 리싸이클링되고 있으나, 그 외의 분야에서의 자원회수 및 재활용노력이 크게 요구된다.

코발트의 경우, 우리나라에서는 코발트광물, 코발트 화합물 등 코발트 함유 제품으로 2003년 현재 19,000톤을 수입하고 2,800톤을 수출하고 있다. 코발트는 고가이기 때문에 외국에서는 재활용 노력이 활발하게 이루어지고 있으나 우리나라의 경우 재활용 기술이 취약하여 일부 스크랩 또는 폐기물로부터 코발트를 재활용하는 실정이다. 또한 다이아몬드 및 카바아드 공구강 제조 시 발생하는 스크랩으로부터 황산코발트를 회수하는 재활용이 이루어지고 있다. 초합금 스크랩의 경우는 대부분 선진국으로 방출되고 있으며 Co-Sm 자석으로부터 코발트의 재활용도 이루어지지 않고 있다. 촉매, 배터리 제조공정에서 발생하는 스크랩 또는 공정폐기물로부터 코발트의 재활용은 부분적으로 이루어지고 있으나 폐기되는 제품으로부터 코발트를 회수하는 재활용은 잘 이루어지지 않고 있으며 현재 이러한 연구들은 진행되고 있는 것으로 파악되고 있으나 관련 정부 부처로부터의 보다 더 구체적인 실용화 지원이 필요하리라 사료된다.

몰리브덴은 동광 생산의 부산물과 그 자체를 목적으로 개발하는 경우의 두 가지 경로를 통해 공급되고 있는데 수치상으로는 공급이 수요를 크게 상회하고 있다. 그러나 배소능력의 부족과 부산물로 회수되는 물량의 품질이 좋지 않아 실제로 유통되는 물량이 타이트한 반면에 2003년 이후 중국의 수요 급증과 세계 철강부문의 수요증가로 몰리브덴 가격은 급격한 상승세를 보였다. 국내에서는 생산이 없어 전량 수입에 의존하고 있으며, 주로 페로몰리나 몰리 브리켓 형태로 가공되어 포철 등에 납품되고 일부만 화학용 원료로 쓰인다. 금속몰리브덴은 고용점으로 재활용하기위하여 고온용융을 위한 특수 장비가 요구된다. 석유화학 폐촉매로부터 몰리브덴을 회수하는 재활용기술개발이 일부 시도되었으나 아직 상용화 기술수준에는 도달하지 못하였는바, 보다 더 지속적인 노력이 필요하리라 사료된다.

캐나다, 쿠바, 구소련, 뉴칼레도니아, 인도네시아 등에 주로 분포되어 있는 니켈은 스테인레스강, 비철합금, 도금, 내식, 내열재 등으로 다양하게 쓰이고 있다. 니켈의 유통은 세계 2대 니켈 메이저인 Inco사와 Falconbridge 사에 의해 크게 영향 받고 있으며 러시아의 대 서방시장에 대한 니켈 방출 또한 세계 수급의 큰 변수가 되고 있다. 이렇듯 공급의 편재성 및 투기요소의 가세로 가격의 등락이 심하여 금속광종 중 투기적 요소가 강한 품목으로 손꼽히고 있다. 또한 아직 국내에서 니켈만을 재생하는 업체가 없기 때문에 재활용 통계를 추정하기는 어렵다. 다만 2004년도 니켈 스크랩 수입은 444톤, 수출은 8,149톤으로 금속으로서의 재활용은 없는 것으로 추정되며 스테인레스강 및 특수강을 제조할 때 발생하는 스크랩은 자가 리싸이클하고 있는 것으로 알려져 있는 바, 이에 대한 구체적인 대책마련이 시급하다고 사료된다.