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中 '반도체 핵심 원자재' 게르마늄·갈륨 수출 규제한다

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中 '반도체 핵심 원자재' 게르마늄·갈륨 수출 규제한다

희토류의 개념을 정확히 아셔야 합니다.

 

◇ 희토류 원소 (稀土類 元素, Rare Earth Element)

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. 이들을 묶어 희토류로 통칭하는 이유는 서로 화학적 성질이 유사하고 광물 속에 그룹으로 함께 존재하기 때문이다. 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 가돌리나이트다. 많은 희토류 원소가 위테르비의 지명에서 기원한 이름을 가지고 있다.

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.

△ 희토류 종류
- 백금, 니켈, 네오디뮴, 이터븀(이테르븀), 지르코늄, 비스무트
- 팔라듐, 갈륨, 프로메튬, 루테튬, 나이오븀(니오브), 토륨
- 루테늄, 몰리브데넘, 사마륨, 리튬, 안티모니(안티몬), 우라늄
- 오스뮴, 인듐, 유로퓸, 베릴륨, 텔루륨(텔루르), 넵투늄
- 이리듐, 텅스텐, 가돌리늄, 붕소, 세슘, 플루토늄
- 로듐, 스칸듐, 터븀(테르븀), 타이타늄(티탄), 바륨
- 망간, 이트륨, 디스프로슘, 저마늄(게르마늄), 하프늄

- 코발트, 란타넘(란탄), 홀뮴, 셀레늄(셀렌), 탄탈럼(탄탈)
- 바나듐, 세륨, 어븀(에르븀), 루비듐, 레늄
- 크롬, 프라세오디뮴, 툴륨, 스트론튬, 탈륨,

△ 활용
희토류가 주목받는 것은 독특한 화학적·전기적·자성적·발광적 특징과 함께 탁월한 방사성 차폐 효과를 가지고 있기 때문이다. 광섬유 제조에 사용되는 가돌리늄이나 어븀은 미량만 첨가해도 빛의 손실이 일반 광섬유의 1%까지 낮아진다. 터븀을 사용한 합금은 열을 가하면 자성을 잃고 냉각시키면 자성을 회복하는 특성을 이용해 정보를 입력·기록할 수 있는 음악용 MD나 광자기디스크를 만드는 데 이용된다. 이 밖에도 스마트폰, 하이브리드 자동차, 고화질TV, 태양광 발전, 항공우주산업 등 첨단산업에서는 희토류가 안 쓰이는 곳이 없다.

△ 환경오염
희토류 원소를 캐고, 정제하고 재활용하는 과정을 섬세히 하지 않을 때 심각한 환경오염이 발생한다. 특히 토륨이나 우라늄을 뽑아내는 과정에서 방사능을 내 뿜는 선광이 그 위험 중 하나다.

유독성의 산성물질이 정제과정에서 사용되는 것또한 문제 중 하나이다. 이러한 희토류를 부적절하게 다루는 것은 심각한 환경오염을 초래할 수 있는데 2010년 5월, 중국은 자연과 자원을 보호하기 위해 불법광산을 집중단속 하겠다고 발표했다. 

이 캠페인은 남부지역에 집중될 것으로 예상된다. 작거나 시골에 있는, 불법적인 광산들은 유독성의 폐기물들을 특히나 물에 버리기 쉽다. 그러나 심지어 많은 양의 희토류가 정제되고 있는 몽골리아의 바오토우(Baotou)에서도 많은 환경오염을 일으키고 있다.

 

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