희소 금속 희토류 원소

1. 출간 의의 희소 금속이 없다면 산업은 정지된다 ‘희소 금속’이란 현대 산업에 반드시 필요하면서도 확보하기 어려운 금속(원소)을 말한다. 수많은 사람이 사용하고 있는 휴대 전화나 컴퓨터, 슬림형 TV, 자동차 등, 현대 산업의 주역인 이들 제품에는 반드시라고 해도 좋을 정도로 희소 금속이 사용된다. 그 이유는 희소 금속을 사용함으로써 첨단 기술 제품의 고성능화, 소형화가 가능하기 때문이다. 만약 희소 금속이 없어진다면 현대의 산업은 바로 정지해 버릴 것이다. 또 일본과 중국 사이의 영토 분쟁 때 화제가 되었던 ‘희토류 원소’도 희소 금속의 일종이다. 희토류 원소의 약 97%는 중국에서 생산된다. 중국에는 비교적 쉽게 희토류 원소를 채굴할 수 있는 ‘이온 흡착형 광상’이라는 ‘기적의 광상’이 있다. 이 유형의 광상은 지금 중국에서만 대규모로 개발되고 있다. 이처럼 생산지가 한정된 점도 희소 금속의 특징 가운데 하나이다. 생산지가 한정되어 있으면 공급이 불안정해져서 가격이 급등하기 쉬워진다. 결국 이를 수입하는 모든 나라는 대단히 곤란한 입장에 빠지게 된다. 그래서 희소 금속의 안정된 공급을 위해 새로운 광상의 탐색과 대체 기술의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이 책에서는 이러한 특성을 가진 희소 금속과 희토류 원소에 관한 기본 지식에서부터 미래의 전망까지를 상세하게 설명한다. 제1장에서는 희소 금속의 정의·성질·용도·생산지·수요와 가격·광상 등 기본적인 사항을 모두 정리한다. 제2장에서는 희소 금속 중에서도 특히 중요한 5개 원소, 즉 리튬·백금·네오디뮴·디스프로슘·인듐에 관해 집중 분석한다. 제3장과 4장에서는 희소 금속 자원이 없는 대부분의 나라의 주요 관심사인 ‘희소 금속 대체 기술’ 및 희소 금속의 추가 확보 방법을 다룬다. 마지막인 제5장에서는 희소 금속 전 54종 원소의 특성을 한곳에 모아 요약한다. 애써 개발한 첨단 기술이 힘을 발휘하기 위해서는 희소 금속이 반드시 필요한 상황에서, 이 책은 그에 관련된 다양한 지식과 기술적인 배경을 일목요연하게 정리할 수 있는 좋은 방법이 될 것이다. 2. 특장 ● 희소 금속의 실체·생산·수요·가격·광상 등 기본 지식 완전 정리 희소 금속의 의미는 ‘확보하기 어려운 금속’이지만, 구체적으로 어떤 금속이 희소 금속인지는 연구자나 각 나라의 상황에 따라 조금씩 다르다. 또 과거에는 희소 금속이었지만 현재는 ‘졸업’한 금속도 있다. 희소 금속의 정의와 성질을 비롯해 용도·세계의 생산 지역·수요와 가격·광상 분포 등 희소 금속의 기본적인 지식을 모두 정리, 제공한다. ● 대표 희소 금속인 리튬·백금·네오디뮴·디스프로슘·인듐 도해 설명 희소 금속은 컴퓨터, 휴대 전화, 액정 디스플레이, 자동차, 비행기 등에도 반드시 필요하다. 희소 금속 중에서도, 이러한 첨단 산업 분야에서 특히 큰 역할을 하는 것이 리튬·백금·네오디뮴·디스프로슘·인듐 등 5개 원소이다. 이들 원소의 화학적 성질과 산업에서의 활용 상황 등을 그래픽 중심으로 상세히 해설한다. ● 대표 희소 금속과 같은 기능을 가진 ‘대체 기술’ 철저 분석 희소 금속이 특성 중의 하나는 산출 지역이 전 세계적으로 편중되어 있다는 점이다. 특히 그중에서도 ‘이온 흡착형 광상’은 거의 대부분이 중국에 몰려 있다. 따라서 언제라도 공급이 불안정해질 수 있고, 희소 금속을 수입하는 대부분의 나라는 큰 어려움을 겪게 된다. 이러한 상황을 개선하려는 중요한 시도가 ‘대체 기술’의 개발이다. 기존의 희소 금속 없이도 그 역할을 대체할 수 있는 새로운 기술의 개발 현황을 분석한다. ● 희귀 금속의 안정된 공급 방법과 그 메커니즘 소개 현재까지 알려진 희소 금속 광상은 일부 지역에 편중되어 있지만, 다른 수단을 이용해 희소 금속을 확보하려는 노력도 계속되고 있다. 즉 미지의 광상을 개발하고. 깊은 바다에 있는 희토류 원소를 찾아내며, 평소에 자원을 비축하고, 재활용하고, 사용량을 줄이는 방법이다. 현재 이루어지고 있는, 희소 금속의 주요한 확보 방법을 설명한다. ● 희소 금속 54종을 한곳에 모아 정리, 소개 이 책에서는 54종의 원소를 희소 금속으로 정의했다. 이것은 각 나라의 상황이나 연구 현황 등을 종합한 결과이다. 54종의 희소 금속 각각의 밀도, 지각 존재도, 녹는점, 가격, 용도, 매장량이 많은 나라, 원료 등을 일목요연하게 요약, 제시한다. 협력 가키모토 마사아키 ?本雅明 / 일본 도쿄 공업대학 대학원 이공학연구과 교수, 이학 박사 가토 야스히로 加藤泰浩 / 일본 도쿄 대학 대학원 이공학연구과 부교수, 이학 박사 다카하시 요시오 高橋嘉夫 / 일본 히로시마 대학 대학원 이학연구과 교수 다케모토 마사쓰구 竹本眞紹 / 일본 홋카이도 대학 대학원 정보과학연구과 부교수, 공학 박사 아리가 가쓰히코 有賀克彦 / 일본 물질재료연구기구 주임 연구원, 공학 박사 아베 히데키 阿部英樹 / 일본 물질재료연구기구 주임 연구원 Ph. D. 오카베 도루 岡部 徹 / 일본 도쿄 대학 생산기술연구소 교수, 공학 박사 와타나베 야스시 渡邊 寧 / 일본 산업기술종합연구소 주임 연구원, 이학 박사 호노 가즈히로 寶野和博 / 일본 물질재료연구기구 펠로, Ph. D. 호소노 히데오 細野秀雄 / 일본 도쿄 공업대학 응용세라믹스연구소 교수, 공학 박사