[희토류 광맥 발견] 반도체 필수재료 희토류 광맥 발견

[희토류 광맥 발견] 반도체 필수재료 희토류 광맥 발견

중국에만 의지하던 희토류 국내에서 50년 사용 가능한 광맥 발견!

국내 충주, 홍천 등지에서 50년 사용 가능한 반도체 필수재료 희토류 광맥 발견!

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희토류 발견, 충주 홍천 등지서 50년간 사용가능 희토류광맥 발견 쾌거

뉴스엔 | 뉴스엔 | 입력 2011.06.29 11:35

희토류 발견, 충주 홍천 등지서 50년간 사용가능 희토류광맥 발견 쾌거

반도체 등 전자제품 필수재료로 쓰이지만 전량을 수입에 의존하고 있는 희토류(稀土類)가 대거 발견됐다.

대전 한국지질자원연구원은 지난해 6월부터 희토류를 포함한 희귀광물이 있을 것으로 추정되는 국내 11곳 중 충주와 홍천에서 희토류가 섞인 광맥이 발견됐다고 6월 29일 밝혔다.

희토류는 주기율표 제3족인 스칸듐, 이트륨과 원자번호 57~71의 15개 원소를 의미한다.

 

이번 시료채취 분석 결과 희토류가 섞인 2,364만t(충주 1,100만t, 홍천 1,264만t) 규모의 광맥이 발견됐다. 한국지질자원연구원은 이곳에서 약 14만7,500t(충주 7만1,500t, 홍천 7만6,000t)의 희토류가 생산될 것으로 기대했다.

희토류는 중국이 현재 전세계 생산량 97%를 생산하고 있다. 연간 12만t 수준으로, 우리나라는 연간 3,000t의 희토류를 수입하고 있다. 이에 따라 한국지질자원연구원의 예측대로 희토류가 14만7,500t이 생산된다면 약 50년간 희토류를 수입 없이 국내에서 소화할 수 있다는 의미가 된다.

이에 따라 한국지질자원연구원은 2013년까지 충주와 홍천의 희토류 광맥의 깊이를 조사해 매장량을 산출할 계획이다. 한국지질자원연구원은 지난 1월 인도 국립제련연구소와 양해각서를 체결하고 희토류의 순도를 높이고 개별적으로 추출하는 기술을 개발 중이다.

[뉴스엔 김종효 기자]

김종효 기자 phenomdark@

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[단독]중국만 바라보던 ‘희토류’ 충주-홍천서 30년치 발견

2360만t 규모 광맥 찾아… 年3000t 수입 대체 기대

동아일보 | 입력 2011.06.29 03:18 | 수정 2011.06.29 09:27  

[동아일보]

충북 충주시와 강원 홍천군에서 우리나라가 최소 30년, 최대 50년 가까이 사용할 수 있는 '희토류' 광맥이 발견됐다. 이를 개발하면 전량 수입(연간 3000t 규모)에 의존하는 희토류를 대체할 수 있어 세계 생산량의 97%를 독점하는 중국의 영향력을 줄일 것으로 기대된다.

 

 

 

장호완 한국지질자원연구원장은 27일 대전 대덕단지에서 동아일보 기자와 만나 "지난해 12월부터 이달 초까지 충주와 홍천에서 시료를 채취해 분석한 결과 희토류가 0.6∼0.65% 섞인 2360만 t 규모의 광맥을 발견했다"고 밝혔다. 광맥에서 사용 가능한 희토류는 14만7500t 정도다. 장 원장은 "국내에서 한 해 3000t 규모의 희토류를 수입하고 있다"며 "수요 증가를 감안하면 최소 30년 이상 쓸 수 있는 양이 매장된 것으로 볼 수 있다"고 말했다.

미국지질조사소에 따르면 희토류 생산은 중국이 연간 12만 t(2009년 기준)으로 세계 생산량의 97%를 독점하고 있다. 지난해 9월 중국과 일본이 센카쿠(尖閣) 열도(중국명 댜오위다오·釣魚島)를 두고 충돌했을 때 희토류 수출을 금지해 일본을 압박했을 정도로 반도체나 2차전지 등 전자제품의 필수재료인 희토류는 '자원무기'에 가깝다. 최근 희토류 가격이 원소별로 3∼10배나 급격히 오르는 것도 시장을 중국이 독점하고 있기 때문이다. 이에 따라 호주 미국 캐나다 등은 경제성이 낮아 문을 닫았던 희토류 광산을 2012∼2014년에 걸쳐 다시 열 준비를 하고 있다.

우리나라도 지난해부터 희토류 확보를 위한 사업을 진행해 왔다. 지식경제부와 지질자원연구원은 '국내 희유금속 탐사 및 활용기술 개발'을 위해 희토류를 포함한 희유금속이 있을 것으로 추정되는 국내 11개 지역에 대해 2010년 6월부터 연구조사를 실시했다. 그 결과 충주와 홍천에서 경제성이 있을 것으로 판단되는 희토류 광맥을 발견한 것이다. 희토류가 발견된 충북 충주시, 괴산군, 음성군과 강원 홍천군 두촌면 일대 지역의 광업권은 국내 광업 회사와 일부 민간인이 공동으로 소유하고 있다. 광물 개발에 따른 이익은 땅 소유자와 관계없이 광업권 소유자가 갖는다.

대전=전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com

@@ :: 희토류 :: '첨단산업의 비타민'으로 불리는 비철금속 광물로 화학적으로 안정되면서 열을 잘 전달해 반도체나 2차전지 등 전자제품에 필수로 들어가는 재료다. 물리·화학적 성질이 비슷한 란탄 세륨 등 원소 17종을 통틀어 희토류라고 부른다.

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★희토류 금속(稀土類金屬, rare-earth metal)-화학원소.

 스칸듐(원자번호 21), 이트륨(원자번호 39)과 란탄에서 루테튬에 이르는(원자번호 57~71) 15개의 원소를 포함해 총 17개의 원소로 이루어진 원소의 총칭.

 

희토류 원소(稀土類元素, 영어: rare earth elements, rare earth metals)는 주기율표의 17개 화학 원소의 통칭으로, 스칸듐(Sc)과 이트륨(Y), 그리고 란타넘(La)부터 루테튬(Lu)까지의 란타넘족 15개 원소를 말한다. 종종 악티늄족 원소를 포함시키는 경우도 있다.

희토류라는 이름이 붙기는 했으나, (불안정 원소인 프로메튬을 제외하면) 지구의 지각에 상대적으로 풍부하게 분포한다.

세륨은 68 ppm으로, 지각을 구성하는 원소 중 25번째로 풍부한 원소로 구리와 비슷한 양이다. 그러나 지구화학적 성질로 인해, 희토류 원소는 경제성 있는 농축된 형태로는 거의 산출되지 않는다.

광물 형태로는 희귀한 원소이므로 "희토류"라는 이름이 붙게 되었다.

희토류 원소를 포함한 광물 중 처음 발견된 건 스웨덴의 위테르뷔에서 발견된 가돌리나이트이다. 많은 희토류 원소가 위테르비의 지명에서 기원한 이름을 가지고 있다.

 

희토류 자체는 원래 매우 희귀하다고 여겨진 이들 금속의 산화물이거나 이트리아(1794)·세리아(1803)와 같이 처음 발견된 희토류들처럼 흔히 함께 산출되는 이들 산화물의 혼합물이다.

모든 희토류 금속이 처음 추정한 것만큼 희귀하지는 않다. 가장 풍부한 세륨은 지각에 납보다 3배 정도 더 풍부하다. 인공적으로 만들어진 프로메튬을 제외하고는 그 양이 가장 적은 툴륨도 은·금·백금보다 더 풍부하다. 게다가 여러 희토류 금속은 운석이나 달 표면, 태양 내부에서 발견된다.

수많은 다른 별들의 스펙트럼을 관찰하면 그 별들에는 태양계보다 실제로 더 많은 양의 희토류 금속이 있다고 여겨진다. 희토류 원소는 지각에서 유리 금속의 형태로는 발견되지 않는다. 1가지 원소만으로 이루어진 순수한 광물도 천연에는 존재하지 않는다. 모든 이들 광물들은 다양한 희토류 원소와 비금속의 혼합물로 이루어져 있다. 희토류 금속의 주된 원천이 되는 광물은 모나자이트와 배스트뇌사이트이다.

물리적 성질을 기준으로 보면 각 희토류 원소들이 처음에 생각된 것만큼 서로 유사하지는 않다.

예를 들어 루테튬의 녹는점(1,663℃)은 란탄의 녹는점(920℃)과 매우 다르며 1,000℃에서 이테르븀과 유로퓸의 증기압은 란탄과 세륨의 증기압의 100만 배나 크다.

그렇지만 희토류 금속들, 특히 원자번호가 58~71인 원소들은(이들을 총칭하여 란탄족 계열이라고 함) 몇 가지 공통된 특징을 가지고 있다.

세륨·프라세오디뮴·네오디뮴·유로퓸은 모두 공기 중에서 쉽게 부식된다. 또한 특징적으로 소량의 비금속 물질이 첨가되면 이러한 성질들이 더 강해진다. 예를 들어 가벼운 란탄족 계열의 금속들은 칼슘이나 마그네슘이 있을 경우 훨씬 더 빨리 부식된다.

희토류 원소는 원자구조가 일반적으로 유사하기 때문에 이들은 화학적으로도 매우 유사하다.

이들 모두가 최외각에 3개의 전자를 가지고 있기 때문에 화합물에서 이들 원소의 산화수는 3이다. 이들은 비금속 원소와 직접 결합해 매우 안정한 붕소화물·탄화물·산화물과 다른 여러 이성분 화합물을 만든다.

 

[희토류 산지]

1948년까지는 인도와 브라질의 모래 광산이 희토류의 주요 생산지였다.

1950년대 들어 남아프리카 공화국이 새로운 희토류의 주요 산지로 떠올랐다.

1960년대에서 1980년대까지는 미국 캘리포니아 주 남부의 마운틴패스 광산이 주 산지였다.

현재 인도와 남아프리카 공화국에서도 희토류 원소가 산출되기는 하지만, 대부분은 중국에서 생산된다.

중국은 세계 희토류 원소 공급의 97%를 차지하며, 대부분 내몽골 지역에서 산출된다.

 

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