희토류자석 어떻길래? 무기가되다

희토류는 란타넘족 원소로, 다양한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있어서 자기성, 발열성, 발광성등 전기전도성, 자기석과 반응성이 높은 특징들 때문에 다양한 산업 분야에서 많이 사용되고 있다.
그럼 희토류는 어떤 특징이 있고 어떤 제품에 들어가는지 간략하게 이야기하고, 희토류 자석에 대해 이야기 해보려 한다.

중국의 Bayan Obo 희토류 광산(출처:위키백과)

희토류는 어떤 성질이길래?

희토류의 자기성은 대표적인 특징 중 하나로 강한 자기성을 가지고 있어, 자기를 강하게 하는 특성을 지니고 있어 전자기기 분야에서 스피커, 마이크, 하드 디스크 등에서 사용되는 자석 제조에 사용된다고 한다.
또한, 희토류는 산화하면서 빛을 내는 발광성을 가지고 있으며, 이러한 발광성은 형광체나 방사선 치료제 제조 등에서 활용되고 있다.

그리고 희토류는 발열성이 강해서 가열할 경우 높은 온도에서도 안정적으로 유지될 수 있어 가열된 화합물은 가볍고 강한 고체로서 합금 제조에 사용 된다고 한다.
이처럼 희토류는 다양한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있어, 전자기기, 자동차, 에너지 저장장치, LED, 디스플레이 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

특히, 자동차 산업에서는 전기차의 배터리 제조에 희토류가 필수적인 원소로서 큰 역할을 하는 것이다.

희토류 자석

희토류는 현대 산업에서 광범위하게 사용되는 필수 원소 중 하나 이다. 앞서 언급했듯이 전자기기, 자동차, 재생에너지, 군사 등 다양한 산업군에서 사용되며, 특히 전기차와 재생에너지 산업에서 중요한 역할을 한다.
이렇게 희토류는 자기성이 강하고 안정적인 특성으로 인해 자석과 관련된 제품에서 중요한 역할을 하고 있다. 그래서 희토류는 현대 산업에서 필수적이다.
희토류 자석은 희토류 원료에서 추출한 자성물질에 따라 크게 NdFeB 자석과 SmCo 자석 두 가지 종류로 나뉜다.

NdFeB 자석은 네오디뮴(Nd), 철(Fe), 그리고 B 세 가지 원소로 구성되며, 매우 강한 자력을 가지고 있어서 극대화된 성능을 발휘할 수 있어 널리 쓰이는 자석 중 하나이다.
SmCo 자석은 사마륨(Sm), 코발트(Co)와 같은 희토류 원소와 금속을 섞어 만든 합금 자석으로, NdFeB 자석보다 약간(10%) 낮은 자력을 가지고 있지만 높은 내열성을 가지고 있어서 고온 환경에서 사용된다.
또한, NdFeB(네오디뮴)자석은 SmCo(사마륨코발트)자석보다 상대적으로 적은 비용으로 생산되어 대부분의 산업에서는 NdFeB 자석을 더 많이 사용하고 있다.

현재 전 세계에서 생산되는 희토류 자석 중 대부분은 중국에서 생산되고 있다.희토류 자석 생산량의 90% 이상이 중국에서 생산되는 것으로 알려져 있다.

전세계 희토류자석 90%를 생산하는 중국

희토류 생산량의 90%를 중국이 차지 한다. 그럼 왜 중국만이 희토류를 생산하는 것일까? 
희토류는 지구 내부에 광물로 존재하고 있기 때문에 어디서든지 채굴이 가능하다. 하지만 희토류가 들어있는 광물은 지구의 지각 깊은 곳에 있는 경우가 많아 광산 내부의 환경도 매우 까다롭고 광산을 운영하는 데에도 많은 비용과 기술이 요구된다. 또한, 적은 양의 광물로부터 추출해야 하기 때문에 채굴량은 제한적이다.
그러나 중국은 석회암층 내에 희토류가 집중적으로 분포하는 지역이 많이 알려져있으며, 이러한 지리적 조건으로 중국에서는 상대적으로 쉽게 희토류를 채굴하고 생산할 수 있다.

물론, 다른 국가들에서도 일부 채굴이 이루어지고는 있지만 중국과는 비교할 수 없을 만큼 적은 양만 생산이 이루어지고 있다. 또한, 중국은 희토류 광산과 추출 공장에 대한 투자와 연구를 많이 하여 생산 비용을 낮추는 등 국가적인 전략적 산업으로 경쟁력을 확보한 것으로 알려져 있다.

환경오염의 부작용

희토류 채굴과 생산에는 매우 심각한 환경 오염을 초래한다. 희토류 채굴 지역은 대개 자연 환경이 파괴되는 경향이 있으며, 폐기물 처리에도 문제를 발생시킨다.
중국에서는 과도한 채굴로 인한 지하수 오염, 토양 오염, 대기 오염 등의 문제가 발생하고 있다고 한다.
희토류 채굴 및 생산 과정에서 발생하는 부작용은 여러 가지가 있다.
일단, 희토류 채굴 지역은 대개 자연 환경이 파괴되는 경향이 있으며, 폐기물 처리에도 문제가 발생할 수 있다. 또한, 희토류 생산 과정에서 사용되는 화학 물질들은 인체에 해로우며, 희토류 생산 과정에서 발생하는 폐기물은 방사성 물질을 포함할 수 있어 심각한 환경 오염을 야기한다.

앞서 언급한 중국이 희토류 최대 생산국이 된 이유는 이러한 환경오염 문제에도 생산 비용을 낮추고 경쟁력을 확보하기 위해 큰 비용이 드는 환경 보호에 외면한 결과가 아닐까 한다.
그 결과, 중국이 생산하는 희토류는 가격이 비교적 저렴하여 세계에서 희토류 생산과 수출에 지배적인 입지를 갖고 있는 것이다. 또한, 다른 나라에서는 쉽게 채굴, 생산하지 못하는 이유이기도 하다.
이렇듯, 환경 보호 정책이 강화되어 생산량이 감소하는 경우에는 가격이 급격히 급 상승할 수 있다는 것을 직시해야 한다.