재활용 기술로 본 희토류 회수의 경제성
첨단 기술의 발전과 함께 희토류(Rare Earth Elements) 자원의 수요가 전 세계적으로 폭증하고 있습니다. 하지만 희토류는 대부분 특정 국가에 편중되어 있으며, 채굴 과정에서의 환경 파괴 문제도 심각하게 대두되고 있습니다. 이러한 문제의 대안으로 최근 각국은 희토류의 재활용 기술에 주목하고 있으며,
특히 폐전자제품 및 사용 후 자석에서의 회수 기술이 기술적으로 실현 가능해지면서, 재활용의 경제성 확보가 주요 과제로 떠오르고 있습니다. 본문에서는 현재까지의 재활용 기술 현황과 회수 비용 및 수익 모델을 바탕으로, 희토류 재활용의 경제적 가치에 대해 자세히 설명드리겠습니다.
희토류 재활용이 필요한 이유
- 1. 자원 편중에 따른 리스크 희토류는 현재 전 세계 생산의 60% 이상이 중국에서 이뤄지고 있으며, 정치적 이슈에 따라 수출이 제한되는 경우가 잦습니다.
- 2. 환경적 문제 희토류 채굴 과정은 상당한 환경 파괴와 수질 오염을 동반하며, 이를 줄이기 위한 지속 가능한 대안이 요구되고 있습니다.
- 3. 사용 후 폐기물의 증가 전기차, 풍력 발전기, 스마트폰 등에서 사용된 자석이 매년 수십만 톤 이상 발생하고 있으며, 여기에 포함된 희토류를 회수할 수 있는 기술이 점차 현실화되고 있습니다.
현재 활용 중인 주요 재활용 기술
- 습식 추출법(Wet Extraction): 폐자석을 화학적으로 용해시켜 특정 희토류 원소만을 분리 추출하는 방식입니다. 순도가 높고 상용화가 용이하지만, 폐액 처리 비용이 다소 높습니다.
- 열적 처리(Thermal Treatment): 고온 열처리를 통해 자석 구조를 분해한 뒤 금속 원소를 추출하는 방식입니다. 대규모 처리에 적합하나 에너지 소비가 큽니다.
- 기계적 분리(Mechanical Separation): 분쇄 및 자력 선별을 통해 재활용 가능한 희토류를 회수하는 방식입니다. 경제성은 높지만 추출률이 낮은 단점이 있습니다.
📊 경제성 분석: 회수 비용 vs 희토류 원광 수입 비용
| 구분 | 평균 회수 비용 (kg당) | 수입 원광 평균 단가 (kg당) | 경제성 |
|---|---|---|---|
| 습식 추출법 | 14 USD | 18~22 USD | 상대적 경제성 ↑ |
| 열적 처리 | 19 USD | 18~22 USD | 비슷한 수준 |
| 기계적 분리 | 9 USD | 18~22 USD | 경제성 높음, 그러나 회수율 ↓ |
한국의 재활용 기술 현황 및 기업 동향
한국은 최근 희토류 재활용 기술 분야에서도 빠르게 진전을 이루고 있습니다. 한국지질자원연구원(KIGAM)은 폐자석에서 네오디뮴을 98% 이상의 순도로 회수하는 기술을 개발하였으며, 포스코퓨처엠과 LS MnM도 상용화 가능성을 높인 실증 기술을 발표하였습니다. 또한 정부는 ‘소부장 기술 독립’ 정책의 일환으로 희토류 재활용을 포함한 자원 자립화 로드맵을 수립하고 있습니다.
▶ 관련 기업
- 포스코퓨처엠: 폐배터리 및 폐자석에서 희토류를 회수해 이차전지 및 전기차용 자석에 재활용하는 사업 추진
- LS MnM: 정밀 정제 공정을 통해 고순도 희토류 회수 및 합금 가공까지 통합 처리 가능
- 한국지질자원연구원: 공공 연구기관으로서 상용화 가능한 습식 추출 기반 기술 개발
향후 전망과 과제
희토류 재활용은 기술적 한계를 지속적으로 극복하고 있으며, 2030년까지는 전체 희토류 공급량의 20~30%를 재활용이 대체할 수 있을 것으로 예상됩니다. 그러나 아직까지는 회수율, 정제비용, 환경적 규제 등 여러 과제를 안고 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 정부의 정책적 지원과 민간 기업의 지속적인 투자, 국제 협력이 반드시 병행되어야 할 것입니다.
맺음말
희토류는 미래 산업의 혈관이라 불릴 만큼 중요한 자원이지만, 그 확보에는 여러 도전이 존재합니다. 재활용 기술은 이러한 문제를 해결할 수 있는 유력한 수단이며, 특히 경제성과 환경성을 동시에 충족시킬 수 있는 방향으로 진화하고 있습니다.