[더팩트ㅣ대전=이영호 기자] 해왕산업개발 광물연구소(연구소장 최창복)가 국내 최초로 바닷모래(海沙)에서 채취한 지르코늄(Zr)의 습식 방법에 의한 정광(정제)에 성공했다고 18일 밝혔다.
지르코늄 선광에는 다양한 기술이 알려져 있었으나 정광에 대해서는 이론만 존재해왔을 뿐 실제로 국내에서 제련까지 진행, 성공한 것은 이번이 처음이다.
해왕산업개발에 따르면 지르코늄은 원자로와 용광로 등의 내부 필수 피복제로 사용되는 중요 물질이며 고온, 고강도, 내식성, 내산 재료로 활용된다. 또한 이산화지르코늄(ZrO2)은 연마제, 내화물, 연료전지 등에 쓰이는 주요 공업재료로 현재 전량 수입에 의존하고 있다.
해왕산업개발은 지난 2023년 5월부터 태안군 앞바다에서 채굴한 지르코늄을 선광·정광하기 위해 일본, 중국, 인도네시아 등의 전문업체와 기술제휴를 했으나 이들 업체가 기술이전을 거부해 국내에서 정광을 할 수 없었다.
지르코늄 정광이 국가통제 기술이라는 입장 때문이다. 이들 업체는 ㈜해왕산업개발에 ‘원사(중사)를 공급하면 선광 및 정광(제련)을 대신해 주겠다’라는 입장을 지켜왔다.
이번에 바닷모래에서 채취한 지르코늄의 제련(정광)에 성공한 최창복 해왕산업개발 광물연구소장은 2023년 ‘비철금속 생산을 위한 습식제련장치 및 그 장치를 이용한 습식 제련방법’을 특허청에 출원했다.
이 기술은 비철금속을 포함하는 원재료로부터 습식 제련 장치를 통해서 비철금속을 회수하므로 제련과정에서 이산화탄소가 배출되지 않는 친환경적인 제련 방식으로 최창복 소장이 이를 적용해 지르코늄 정광에 성공할 수 있었다.
지르코늄 제련 방식에는 아크로 탄소화 반응, 염화법, 크롤법, 용융염전해, 소다 융해법, 불화물 융해법 등 다양한 건식 제련 기술이 알려져 있다.
해왕산업개발에 따르면 국내에 분포하는 해사, 강모래(江沙) 등 사광상에는 경제성이 있는 수준의 유용 광물이 다량 존재하고 있어 이 기술을 적용하면 광물질 수입을 상당량 대체할 수 있다.
또한 지르코늄 제련기술은 일부 기술 선진국에서만 상용화된 기술이므로 이번에 상용화에 성공한 지르코늄 습식 제련 기술의 확보는 향후 국내 원자력산업과 희유금속 산업 발전에도 기여할 수 있게 되어 국내의 신규 금속산업을 창출할 수 있고, 파생산업을 발생시킴으로써 금속산업 전반에 큰 영향을 주게 될 것으로 기대하고 있다.
학계에서는 국내 해사·강사와 잔골재(모래)에서 지르코늄을 비롯한 희토류·희유류를 우선 선광, 제련한다면 수입 자원의 상당량을 대체할 수 있는 것으로 전망하고 있다.
해왕산업개발은 2006년 광업등록소로부터 지르코늄 채굴권을 획득하고 2017년 충청남도로부터 채굴계획을 인가받았으나 지자체 등의 반대로 채굴하지 못하다가 지난 2023년 4월 태안군으로부터 공유수면 점용·사용 허가를 받아 채굴에 나서고 있다.