美.中.日 희토류 戰爭(1) - 美 ^ 헬륨 - 中 ^ 희토류 가공.생산 - 日 ^ 회수.재생기술 - 日 ^ 미나미토리섬

 

중국이 미국에 대한 희토류 수출을 제한하는

새로운 수출통제법(国出口管制法)을 명시화하면서

미중간 무역갈등이

전략 자원 갈등 전쟁으로 비화할 가능성이 커졌다.

 

youtu.be/XVDtL-QWWU0

 

미 외교전문지 포린폴리시(FP)의 최근 보도에는 이에 대한 안타까움이 담겨있다.

 

FP는 "중국이 희토류를 독점하게 된 것은 미국 책임"이라며

"중국이 처음부터 희토류 산업의 강자는 아니었다"고 지난달 말 보도했다.

 

"1980년대 초반까지는 미국이 강했지만,

환경·핵 문제 등으로 관련 규제가 점점 심해진 데 비해

관련 대책은 뚜렷하게 나온 게 없어 결국 중국에 밀리고 말았다"는 설명이다.  
 
결국 미국과 일본, 프랑스의 희토류 관련 업체들은

환경 규제가 느슨하고 인건비가 싼 중국으로 대거 옮겨가기 시작했다.

 

1980년대 중반부터 중국의 희토류 생산량이 기하급수적으로 증가한 이유다.  

[출처: 중앙일보] 중국은 어떻게 미국을 넘어 '이것' 장악했을까

 

희토류 란? (tistory.com)

희토류 란?

 

미국 역시 이같은 희토류 수출 제한으로 타격을 받게될 경우

더욱 강력한 반도체 제재 또는

헬륨 수출중단 등의 카드를 꺼내들 가능성이 있다.

 

[줌인] 中 '희토류 수출제한' 카드 뽑았다…美와 자원전쟁 벌일까 - Chosunbiz > 국제 > 국제경제

[줌인] 中 '희토류 수출제한' 카드 뽑았다…美와 자원전쟁 벌일까

중국의 희토류 매장량 점유율은 세계 37% 수준이지만

실질적 공급비중은 90% 이상인 것으로 추정되고 있다.

채굴량 기준으로 2018년말

전 세계 희토류 생산량은 17만톤이며

이 중 중국의 생산량이 71%인 12만톤 수준이고

호주가 12%,

미국이 9% 각각 생산하고 있다,

채굴량과 별개로 희토류의 분리 및 정제작업은

환경 원인으로 인해

중국, 말레이시아 등 개도국에서 수행돼

세계 희토류 공급의 90% 이상이 중국에서 이뤄지고 있는 실정이다.

산업의 비타민으로 불리는 희토류는 대체재가 없어

첨단 전자기기, 영구자석, 미사일과 레이터 시스템 같은 첨단 무기제도 등

다양한 산업분야에서 필수 원료로 쓰이고 있다.

 

희토류 ‘리사이클 및 대체재 기술개발’ 필요 - 투데이에너지 (todayenergy.kr)

희토류 ‘리사이클 및 대체재 기술개발’ 필요 - 투데이에너지

 

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희토류 가공^생산 공정(1)

 

희토류 가공^생산 공정(2)

 

희토류 가공^생산 공정(3)

 

정제과정에 다량의 화공약품이 필요함.

 

환경오염 유발 요인이 크고,

 

환경오염방지 비용과 민원발생이 문제임.

 

따라서, 미국 등 주요국가는 광물을 채굴 하드라도 

 

중국으로 보내서 가공^생산하는 추세임.

 

중국의 희토류 금속 수출 중단과 미국의 대응 : 네이버 블로그 (naver.com)

중국의 희토류 금속 수출 중단과 미국의 대응

환경오염을 감수하다

 

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액체헬륨 가격은 왜 치솟았나…장기화 땐 핵융합·발사체 사업 차질 불가피 : 동아사이언스 (donga.com)

액체헬륨 가격은 왜 치솟았나…장기화 땐 핵융합·발사체 사업 차질 불가피

영국 옥스퍼드대와 더럼대, 노르웨이 탐사업체 헬륨원은

지난 28일 일본 요코하마에서 열린 지구화학 국제학회에서

"아프리카 탄자니아에서

매장량 15억3000만㎥의 헬륨 가스전을 발견했다"고 밝혔다.

 

연간 세계 헬륨 수요는 약 2억3000만㎥이다.

세계가 7년 가까이 쓸 수 있는 헬륨이 새로 발견된 것이다.

 

이번 탐사를 이끈 옥스퍼드대 크리스 밸런타인 교수는 이날

"헬륨을 안정적으로 확보할 수 있는

게임 체인저(game changer·상황을 완전히 바꾸는 요소)"라며

"이번에 적용한 기술을 이용해

새로운 헬륨 가스전을 더 찾을 수 있을 것"이라고 말했다.

 

 

헬륨은 우주에 가득 있지만

지구에서는 이미 수십억 년 전에 대부분 우주로 날아가 버렸다.

 

지구에 남은 헬륨은 땅속에 있다.

헬륨은 방사성 물질인 우라늄이나 토륨이 핵분열하는 과정에서 나온다.

이 헬륨은 암석 결정 사이에 갇혀 있는데,

화산활동으로 엄청난 열이 발생하면 암석 밖으로 새어 나온다.

헬륨은 지하 빈 공간에 갇혀 있다가 우연히 천연가스에 섞여 채굴된다.

 

밸런타인 교수는 "지금 사용 추세라면

수요가 두 배 이상이 되는 2030년에서 2040년 사이 헬륨이 고갈될 것"이라고 말했다.

이번 발견은 그 시기를 7년 정도 늦춘 셈이다.

 

2030년 고갈 위기 헬륨… 7년 쓸 가스田 찾았다 - Chosunbiz > 테크 > 과학/바이오

2030년 고갈 위기 헬륨… 7년 쓸 가스田 찾았다

 

yeogangyeoho.tistory.com/1743?category=583245

원자번호 2번 헬륨의 어원이 된 태양신, 헬리오스

 

주요 국가들은 사실관계 확인 및 중국 이외의 수입원 창출,

희토류 사용을 줄이거나 대체할 수 있는 신물질 개발 등 대책마련에 박차를 가하고 있다.


희토류 대체 신기술-신물질 개발 한창, 광산 재채광 고려

희토류를 대체할 기술의 한 예로는

전기자석을 꼽을 수 있다.

미국 캘리포니아 소재 테슬라 자동차사는 인덕션 모터라는 신기술을 개발,

자사의 전기 자동차에 적용하고 있다.

 

테슬라의 인덕션 모터는 희토류를 사용한 영구자석 대신에 전기자석을 사용한다.

 

테슬라의 전기자석은

희토류 영구자석보다 크고 무겁다는 단점이 있지만

효율성이 더 높다는 장점도 있다.

 

소형차나 중형차의 경우 희토류 영구자석은

인덕션 모터 전기자석의 10% 정도 크기로 제작될 수 있어

자동차 제작에 효율적이다.

 

때문에

도요타 등 자동차회사들은 희토류 영구 자석을 선호한다.

스트라우벨 테슬라 책임연구자는

“우리는 희토류와 관련한 지정학적 긴장을 예측할 수 없다”면서도

“희토류에 대한 가격 불안정성은 심각한 문제”라고 말했다.

 

중국발 희토류 사태 이후 희토류 대책 마련에 기업들의 움직임이 분주해지고 있다.

 

중국의 희토류 금수조치 이후 일본 연구팀은

희토류를 사용하지 않는 하이브리드자동차를 개발할 것이라고 발표했다.

 

관련업체인 히타치 역시 비슷한 노력을 기울일 것이라고 밝힌 바 있다.

 

세계는 희토류 대체 신기술 개발 각축 (kisti.re.kr)

세계는 희토류 대체 신기술 개발 각축

 

연구팀은 미나미토리섬 남쪽 약 2500㎢에 분포된 해저 25개 지점에서

희토류를 채집해 농도를 분석했다.

 

그 결과,

하이브리드 자동차 등에 들어가는 전지 원료인 디스프로슘은

세계 수요의 730년분,

레이저 등에 사용되는 이트륨은

780년분 포함된 것으로 나타났다.

 

 

연구팀은 희토류를 효율적으로 추출하는 기술도 개발했다.

이들은

희토류 함유 농도가 높은 인산칼슘(생물의 이빨과 뼈를 구성하는 1차 광물)에서 착안,

원심력을 이용해 분리하는 방법을 통해

추출된 희토류의 농도를 기존의 방법 보다 2.6배 높이는 데 성공했다.

이는 희토류 최대 매장국인 중국에서 나오는

희토류 농도의 20배 수준이다. 

 

 

일본, 바다밑 희토류 1600만톤 발견…"세계가 700여년 쓸 양" - 조선일보 (chosun.com)

일본, 바다밑 희토류 1600만톤 발견…"세계가 700여년 쓸 양"

 

혼다, 세계 최초 희토류 금속 재활용 기술 개발 - 중앙일보 (joins.com)

혼다, 세계 최초 희토류 금속 재활용 기술 개발

 

일반적으로 미생물에 의한 금속 회수는

화학제품이나 이온교환수지를 이용한 방법과 비교해

비용이 저렴하고 환경친화적이라는 장점을 지닌다.

 

지금까지 미생물을 이용해 희토류 금속을 회수하는 방법은 생물흡착이 있다.

 

하지만 생물흡착 방식은

복수의 금속이 존재하는 경우 세포 표층의 음전하와 결합해 회수 효율이 낮아지며,

산성 조건 하에서도 회수 효율이 크게 낮아지는 문제가 존재한다.

 

그런데 특정한 배양 조건에서 ‘Galdieria sulphuraria’를 이용한

희토류 원소의 회수는 생물흡착과는 다른 메커니즘인 것으로 밝혀졌다.

 

이후 ‘Galdieria sulphuraria’가 희토류 금속을 세포 내에 축적하는 메커니즘이 해명될 경우

이 연구성과는

저농도 희토류 원소를 포함하고 있는 산성 금속폐액에서 희토류 원소를

고효율로 회수하는 새로운 기술의 개발로 이어질 수 있어 주목을 끌고 있다.

 

기발한 ‘희토류 재활용 기술’ 등장 – Sciencetimes

기발한 ‘희토류 재활용 기술’ 등장 – Sciencetimes

세계적으로 희토류광 처리의 선진국은 미국 및 유럽을 포함한 국가들이나,

최근에는 중국이 매장량 및 생산량 측면에서 압도적으로 우세한 위치를 점하고 있다.

국내에서는

희토류 원소의 분리 및 일부 기능소재 개발에 대한 연구가 수행된 바 있으나,

체계적인 연구개발이 이루어지지 않아

첨단 산업의 소재로 각광을 받고 있는 희토류 원료 소재의 국산화율은 전무한 실정이다.

희토류 소재들을 생산하는 국가들은 전략적인 측면에서 수출을 규제할 뿐 아니라

기술전수를 기피하고 있는 실정이므로 국내에서도 희토류광으로부터

희토류광의 선별 및 원소별 분리정제에 의한 화합물과 금속의 원료소재를 시급히 개발하여야 한다.

이상과 같은 관점에서 볼 때,

희토류 광물자원 확보, 선별 기술 확립, 분리정제 기술의 최적화를 통한

고순도 원료 소재 제조의 원천 기술 확보를 위해

집중적인 투자와 종합적인 연구 개발이 절실히 필요하다.

 

에너지환경 (daum.net)

첨단산업용 희토류 원료소재 제조기술

희토류원소(稀土類元素, REE: Rare Earth Elements)는

 

원소 주기율표상의

란탄 계열 15종 원소(원자번호 기준 57번~71번)와 스칸듐(Sc),

이트륨(Y) 등 총 17종 원소를 지칭하는 것으로, 전 세계 공통 분류이다.

 

희토류도 지각 내 총 함유량이 1만 분의 1 미만으로 희귀금속의 일종으로 볼 수 있다.

희토류원소는 필수산업, 소재산업의 비타민이라고 불리는데,

LED, 반도체, 하이브리드자동차 등에 사용된다.

 

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youtu.be/zHLGtjXJDWM

 

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m.blog.naver.com/hyungwoo83/221498857427

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