한국 갯벌에 숨겨진 희토류와 희유금속, 실제 함량과 경제성을 알아보자
: 한국의 갯벌에는 희토류(REE, Rare Earth Elements)와 일부 희유금속이 존재하지만, 경제적으로 채굴할 정도의 고농도 광상은 현재까지 확인되지 않았습니다.** 다만 학술적으로는 황해와 남해의 갯벌 및 해저퇴적물에서 희토류 분포 연구가 꾸준히 진행되고 있습니다.
1. 한국 갯벌의 희토류 함량
국내 연구자료를 종합하면 총희토류(TREE, Total Rare Earth Elements)의 함량은 대략 다음 범위입니다.
< 구분 총 희토류(TREE) >
일반 갯벌 퇴적물 약 100~250 ppm
황해 니질퇴적층 약 150~300 ppm
일부 중광물 농집지역 300~500 ppm 정도
즉, 100~300 ppm(0.01~0.03%) 정도가 일반적입니다. 이는 중국의 이온흡착형 희토류 광산이나 호주의 희토류 광산과 비교하면 매우 낮은 농도입니다.
예를 들면
- 중국 희토류 광산 : 1~8%
- 호주 Mount Weld : 약 8%
- 한국 갯벌 : 0.01~0.03%(즉 100~500배 정도 농도가 낮음)
2. 어떤 희토류가 존재하는가?
국내 연구에서는 다음 원소들이 확인됩니다.
- La (란타넘)
- Ce (세륨)
- Nd (네오디뮴)
- Pr (프라세오디뮴)
- Sm (사마륨)
- Gd (가돌리늄)
- Y (이트륨)
대부분 경희토류(LREE) 비율이 높음
3. 희유금속은?
갯벌에는 희토류 외에도 다음과 같은 금속이 소량 존재합니다.
금속 : 함량(ppm)
Ti : 3,000~10,000
Zr : 100~400
Nb : 10~30
Ta : 1~5
Hf : 2~10
Cr |: 50~150
또한 Fe, Mn 산화물이 많아 Co, Ni, Cu 등이 흡착되어 존재하기도 합니다.
4. 경제성 없음
예를 들어 갯벌 1톤을 분석하면
- 희토류 총량 : 약 200 g
- 실제 회수율 : 60%
- 회수량 : 약 120 g
비용은 : 준설비, 건조, 분쇄, 산침출, 용매추출, 비용이 희토류 가치보다 훨씬 큽니다.
현재는 경제성이 없습니다.
5. 예외
(1) 중광물 사주(Heavy Mineral Sand)
: 해안에 존재하는 것으로 모나자이트(Monazite), 제노타임(Xenotime), 지르콘(Zircon), 일메나이트(Ilmenite) 등이 파도에 의해 농축되는 곳이 있음.
: 이러한 중광물은 일반 갯벌보다 희토류 농도가 수십 배 높을 수 있음
(2) 해저 니질퇴적층
: 황해 일부 니질퇴적층은 희토류가 상대적으로 높게 나타나지만 아직 경제성은 부족합니다.
6. 일본과의 차이
: 일본이 최근 개발하려는 것은 "갯벌이 아니라 수심 약 6,000 m의 심해 희토류 함유 진흙"입니다.
그곳은 Dy, Tb, Y, Gd 같은 중희토류가 풍부하여 국가 전략광물로 개발 중입니다.
한국 서해 갯벌은 이러한 심해 희토류 진흙과는 생성 환경이 달라 농도가 훨씬 낮습니다.
7. 주목할 만한 연구 아이디어
: 일반 갯벌보다 도시광산과 갯벌을 결합한 연구가 더 큰 가치가 있을 수 있습니다.
예를 들면,
- 폐태양전지 분말 + 갯벌 점토를 이용한 희토류 흡착제 개발
- 갯벌 점토의 흡착 특성을 활용한 희토류 회수 공정
- 제철소 슬래그와 갯벌 광물을 이용한 희유금속 농축
- 갯벌 중광물(모나자이트·지르콘)의 선별 및 고부가가치 활용
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