[서울=뉴스핌] 오영상 기자 = 일본이 산업 현장에서 버려지는 폐수 속 희토류를 회수하는 기술 개발에 나섰다. 일본원자력연구개발기구(JAEA) 등이 사용후 핵연료 재처리 과정에서 축적한 금속 분리 기술을 응용해 물과 기름이 섞인 복잡한 폐수에서도 희토류를 골라내는 흡착제를 개발했다.

중국의 수출 규제 등으로 희토류 공급망 불안이 커지는 가운데 버려지는 산업 폐기물을 새로운 자원 공급원으로 활용하려는 시도다.

26일 니혼게이자이신문에 따르면 JAEA 등은 특정 금속과 선택적으로 결합하는 화학 구조를 가진 흡착제를 이용해 액체 속 희토류를 추출·회수하는 기술을 개발했다.

특히 물뿐 아니라 기름이 섞인 액체에서도 사용할 수 있다는 점이 특징이다. 기존에는 물과 기름이 혼합된 복잡한 산업 폐수에서 특정 희토류를 분리하기가 쉽지 않았다. JAEA가 개발한 흡착제는 이런 환경에서도 목표 금속을 포착할 수 있다.

용도에 따라 흡착제를 비즈 형태 등으로 가공하면 기존 폐수 처리 설비에 적용할 수 있을 것으로 보고 있다.

실험에서는 발광다이오드(LED)와 액정디스플레이의 형광체 등에 사용되는 희토류인 '유로퓸'을 물과 기름이 섞인 용액에서 추출하는 데 성공했다. 강산성 용액에서도 흡착제에 결합한 유로퓸을 떼어내 회수할 수 있었으며, 흡착제를 다시 사용할 수 있다는 점도 확인했다.

이번 기술의 출발점은 원자력 분야다. JAEA는 사용후 핵연료에서 우라늄과 플루토늄 등을 분리·회수하는 재처리 기술을 연구해왔다. 재처리 과정에서는 강산과 유기용매, 각종 금속이 섞인 복잡한 용액을 다뤄야 한다.

JAEA는 이러한 환경에서 특정 금속을 선택적으로 분리하는 기술과 노하우를 축적해왔고, 이를 희토류 회수에 적용했다. JAEA는 실제로 원자력 분야의 금속 분리 기술을 '도시광산'의 희토류 회수에 활용하는 연구를 확대하고 있다.

JAEA는 그동안 회수가 어려웠던 산업 폐수에서도 희토류를 회수할 가능성이 생겼다고 설명했다. 산업 폐수에는 희토류를 비롯해 다양한 유용 금속이 포함돼 있다. 이를 폐기하기 전에 회수하면 자원 재활용으로 연결할 수 있다.

JAEA는 앞으로 기업과 협력해 화학 플랜트와 반도체 공장 등에서 나오는 폐수과 폐유를 대상으로 실제 회수가 가능한지 검증할 계획이다. 흡착제를 비즈 형태로 만들면 기존 폐수 처리 라인에 넣기 쉬워 공정을 크게 바꾸지 않고도 희토류를 회수할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

다만 상용화까지는 넘어야 할 산이 많다. 이번 실험에서 사용한 흡착제는 약 1g에 불과했다. 실제 산업 현장에 적용하려면 대량으로 효율적으로 합성하는 기술이 필요하다. 원소별 친화성 차이를 이용해 희토류를 분리·정제하는 기술도 추가로 개발해야 한다. 비용 문제도 앞으로 검토할 과제다.

JAEA는 시장 수요를 조사하고 새로운 흡착제를 설계해 약 10년 안에 실용화하는 것을 목표로 하고 있다.

희토류는 전기자동차와 전자기기 등에 필수적으로 사용되는 전략자원이다. 특히 중국의 수출 규제를 계기로 안정적인 공급망 확보의 중요성이 커지고 있다. 매장 지역과 자원이 한정돼 있는 만큼 새로운 광산을 개발하는 것뿐 아니라 사용이 끝난 제품과 산업 폐기물에서 희토류를 다시 확보하는 도시광산 기술도 중요해지고 있다.

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