기술의 적용 및 응용분야

기술특징 및 효과

• 본 기술은 비이온성 폴리머를 이용한 산화동광의 부유선별 공정에 관한 것임
• 본 기술은 맥석광물 및 구리를 포함하고 있는 유용광물을 각각 함유하는 현탁액을 제조하는 단계, 비이온성 폴리머가 존재하는 용액에 맥석광물 및 유용광물을 챔버에 넣고 혼합한 후 분산하는 단계, 상기 챔버에 질소 가스를 주입하여 기포를 발생시키는 단계 및 상기 기포에 유용광물을 선택적으로 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 함
• 본 기술은 비이온성 폴리머를 첨가함으로써 포수제 및 활성제를 사용하지 않고, depletion 힘에 의해 선택적으로 산화동광 표면과 기포와의 반응이 잘 일어날 수 있도록 하여 산화동광을 친환경적인 공정으로 회수할 수 있음
• 또한, 소량의 포수제와 비이온성 폴리머를 사용하여 부유선별의 효율을 거의 100%에 달하게 향상시킬 수 있음
• 본 기술은 환경 및 인간에게 악영향을 끼치는 포수제 및 활성제의 사용량을 줄이고, 비이온성 폴리머를 첨가하여 depletion 힘에 의해 선택적으로 산화동광 입자 표면과 기포와의 반응이 잘 일어날 수 있도록 하는 것이 특징임

국내·외 기술동향

• 비철금속소재 분야에서는 중소기업 중심의 산업기반이 구축되어 있음
• 고순도 비철금속 정련 업체가 산업을 주도하고 있으며, 대표업체로는 LS니꼬동제련(구리), 고려아연(아연, 납), 영풍(아연), 코리아니켈, 에너텍(니켈), 포스코엠텍, 세아엠엔에스(몰리브덴 합금) 등이 있음
• 풍산, 이구산업, 대창, 하나금속, 엠비성산 등에서는 구리합금의 판재, 관재, 봉재, 선재 등을 생산하고 있음
• 비철금속소재의 경우, LS니꼬, 고려아연, 코리아니켈 등 비철금속소재의 제련관련 업체가 안정적으로 성장하고 있으나 중국의 저가소재에 대항하기 위한 고품질의 비철금속 소재 생산을 위한 기술개발이 요구되고 있음
•  또한 철강 및 구리/아연 등을 중심으로 한 비철제련 산업기반이 비교적 잘 구축되어 있으며, 최근에는 포스코에서 마그네슘 제련공장 및 페로니켈공장을 착공하는 등 금속소재 관련 후방산업 구축을 위한 노력이 활발히 이루어지고 있음
•  우리나라의 경우, 6대 전략광물인 유연탄, 철광, 동광, 아연광, 우라늄 및 니켈광의 대부분을 수입에 의존하고 있으며, 6대 전략광물 수입 비중에서 동광이 15%를 차지하고 있으며, 자주 개발률이 매우 낮음. 국제 광물가격은 수급 변화에 민감하게 반응하므로 가격변동에 대한 대책이 필요한 실정으로, 현재 부유선별을 통하여 동광을 회수하려는 연구가 활발하고 진행되고 있음
• 회수하고자 하는 광물 표면을 선택적으로 소수화시키기 위해 첨가하는 시약을 포수제(collector)라고 하며 산화동광을 대상으로 부유선별 기술을 이용한 선별에서 상업적으로 가장 널리 쓰이는 포수제로는 잔세이트(xanthate)가 있음
• 잔세이트의 흡착이 잘 이루어질 수 있도록 황화제(Na2S)를 추가로 첨가하여 산화동광 부유선별에 적용되고 있으나, 최근 연구논문에 따르면 황화제 및 잔세이트의 경우에는 환경오염을 유발시키며, 인간에게도 악영향을 끼친다고 알려진 상태임
•  따라서, 산화동광의 부유선별에서 활성제 및 포수제를 사용하지 않고 부유선별이 가능한 새로운 공정 기술 또는 소량의 포수제로 높은 부유선별 효율을 가지는 공정 기술의 개발이 필요한 실정임
•  미국광무국(USBM)에서는 미조리주 남부에 위치한 폐연광산 광미 약 2~3억톤에 대해 부유선별을 수행하여 광미로부터 연, 구리 및 아연을 대부분 제거한 바 있음
• 구리의 함량은 0.035%에서 0.004%로 대부분을 회수함

국내·외 시장동향 및 전망

• 세계 비철금속 시장규모의 지속적인 성장이 예상되며, 중국은 비철산업을 집중 육성하여 세계 1위의 생산 및 소비 대국으로 성장함
• 세계시장규모 : 2008년 20,794억달러 → 2020년 39,085억달러, 연평균 5.4% 성장 (자료 : KEIT 시장조사 결과(‘08))
• 5대 비철금속(알루미늄, 아연, 타이타늄, 마그네슘, 구리)의 국내 수요 시장 규모는 11.4조로 예상되며 세계 수요 시장은 456조 규모로 연간 7.0%의 성장이 예상됨.
• 한편, 2016년 7월 구리가격의 약세 전망을 내놨던 골드만은 향후 6개월간 구리 가격이 톤당 6,200달러까지 오를 것으로 내다봤으며 골드만이 구리 가격의 강세를 점친 이유는 시장에서 구리의 수요가 공급을 앞지를 것으로 전망되기 때문임(출처 : 뉴시스 –트럼프노믹스에 투자하라. ’17년 1월)
• 맥스 레이튼 골드만 애널리스트는 내년 구리시장에서 초과수요량이 18만 톤에 달할 것으로 예상했으며 이는 36만 톤의 초과공급을 예측한 지난 전망과 대조됨. 골드만은 구리 수요 증가율도 1.7%에서 2.2%로 상향함. 국제구리연구그룹(ICSG)도 최근 2017년 구리 공급량 증가율 전망치를 2.3%에서 0%로 하향 조정하였음

•  국내 시장규모는 2011년 415억달러이며, 2020년 1,563억달러 규모로 향후 연평균 9%씩 급성장 예상 (“소재산업 Value Chain 분석 및 기술수준 조사”, KEIT (‘11))
• 국내시장의 경우 2012년도 구리 시장의 약화로 연간성장율은 1.0%로 예상됨
• 환경규제 대응, 미래형 수송기기와 IT 융합시스템 관련 비철부품소재 시장 급성장 예상됨
  
• 자동차 부품용 Al 소재 : 2012년 9% → 2025년 16% (자료 : Ducker Worldwide Report(2012))
• 전자 부품용 Cu 소재 : 연평균 10%이상 성장 (SEMI(’09))
• 원소재 가격은 세계경제의 불확실성이 해소되기 전까지 당분간 일정범위 내에서 등락을 거듭할 것으로 예상되나 향후 가격 반등 및 강세 가능성 존재함
• 한국은 반도체, 자동차, 디스플레이 분야 등 전방산업 수준이 높아 비철경량금속소재의 수요업체는 충분한 것으로 판단되며 향후 전기자동차, IT융합 등의 분야에서 비철소재 수요가 급증할 것으로 판단됨