본문영역
占쏙옙占쏙옙占쏙옙占� 占쏙옙占싱쏙옙 占쏙옙占싶듸옙
占쏙옙占쎈영占쏙옙
기업지원성과 사례
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 보행자 인식해 자동으로 작동하는 볼라드 시스템 만든다 |
占쏙옙占쏙옙占� 희소금속 탄탈륨 재활용 기술로 고부가가치 소재 만든다 |
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 스타벅스가 문두드린 '에코매스' 생분해성플라스틱 시장 주도 |
▲에코리사이클링 김태엽 대표(왼쪽)와 한국희소금속산업기술센터 박경태 수석연구원이 인천 소재 에코리사이클링 실험실에서 포즈를 취하고 있다. ⓒ한국생산기술연구원
┃한국희소금속산업기술센터 박경태 수석연구원
┃에코리사이클링 김태엽 대표
반도체와 디스플레이 공정을 비롯해 방위산업, 항공기, 우주개발에 활용되는 금속은 대부분 희소금속이다. 산지가 일부 지역에만 국한돼 공급받는 데 한계가 있다. 국내에서 자체 생산할 수 있고 안정적으로 공급되는 금속은 철, 아연, 동 3종뿐이다. 이들 3종 금속을 제외한 나머지 금속은 대부분 희소금속이라고 보면 된다.
희소금속 중 탄탈륨은 용융점(녹는점)이 약 3000℃가 넘는 고융점 금속으로 강한 빛을 내는 데 필요한 산업용 램프에 쓰인다. 내부식성과 고밀도, 높은 전하량 등의 특성도 갖추고 있어 고성능 콘덴서에 주로 활용되고 항공기, 제트엔진 부품 등 강한 열을 견뎌야 하는 곳이나 커패시터, 반도체 공정에서 박막을 제조하기 위한 타깃 재료로 활용된다. 반도체·디스플레이 소재 분야에서 일본의 공세가 거세지고 있는 가운데 핵심 전략 품목으로 떠올랐다.
대표적인 분쟁광물인 탄탈륨, 산업폐기물 재활용 기술 확보 잰걸음
에코리사이클링은 수명이 다해 버려지는 산업용 램프 등에 함유된 탄탈륨을 정제, 재활용 기술을 개발하고 국산화에 도전하는 국내 유일의 기업이다. 이미 양산 설비를 갖추고 허가를 기다리고 있는 에코리사이클링은 한국희소금속산업기술센터 박경태 수석연구원과 함께 정제에서 가공, 제품 상용화 단계 연구를 위해 협력하고 있다.
인천 서구 에코리사이클링 본사에서 만난 김태엽 대표는 “재활용 원료와 탄탈륨이 함유된 콜탄을 정제하고 금속으로 가공한 뒤 제품 형태로 상용화하는 3단계 기술 연구를 생기원 연구진과 함께 하고 있다”며 “양산 설비 허가가 나는 대로 내년부터 정제, 가공된 탄탈륨을 생산할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
▲에코리사이클링 구본우 연구소장(왼쪽)과 박경태 수석연구원(가운데), 에코리사이클링 김태엽 대표가 정량화학분석기를 통해 정제된 탄탈륨 성분을 확인하고 있다. ⓒ한국생산기술연구원
2011년 4월 설립된 에코리사이클링의 주력 품목은 원래 수은이다. 폐형광등 등에서 나오는 수은을 추출하고 재처리해 재활용하는 기술을 확보했다. 버리고 매립하던 수은을 뽑아내 산업용 원료로 재활용하는 것이다.
보통 폐형광등 내에는 수은과 함께 탄탈륨, 몰리브덴도 섞여 있다. 이 중 수은보다 부가가치가 높은 게 탄탈륨이다. 탄탈륨을 이용한 산업용 램프는 반도체, 디스플레이 소재 검사·분석 등 제작 공정에 활용된다. 일반적으로 야구 경기장 등에서 활용되는 매우 밝은 램프들이 탄탈륨을 활용해 제작된다. 탄탈륨 기반 산업용 램프 시장은 일본 업체 ‘우시호’와 독일 업체 ‘오스람’ 등 일부 소수 기업이 세계 시장을 독점하고 있다.
탄탈륨 원재료는 보통 탄탈라이트와 콜럼바이트가 함유된 광석 콜탄에서 나온다. 콜탄은 분쟁지역인 아프리카 대륙 중서부 콩고 주변 10여 개국에서 주로 생산된다. 2010년 미국이 금과 탄탈륨, 주석, 텅스텐 등 분쟁 광물 활용 제한에 대한 국제법률을 신설하면서 원산지에서 탄탈륨이 함유된 콜탄을 얻기가 매우 어려워졌다. 콘덴서나 산업용 램프, 반도체 증착 타깃 재료 등에서 나오는 탄탈륨을 재활용하는 기술이 그만큼 중요해진 것이다.
▲에코리사이클링이 갖춘 양산 설비 중 여과 설비 ⓒ한국생산기술연구원
박경태 수석연구원은 “미국의 법률 신설로 원산지의 절반을 이용하기 어려워진 셈”이라며 “버려지는 산업용 램프에서 나오는 수은이나 탄탈륨, 텅스텐 등을 추출하고 이 중 탄탈륨을 재활용할 수 있는 가공 기술을 개발하는 게 생기원과 에코리사이클링의 핵심 협력 내용”이라고 설명했다.
순도 99.999%까지 정제 성공...가공 제품 양산까지 지원
수은을 주축으로 금속 재가공 및 재활용 사업을 진행했던 에코리사이클링은 탄탈륨 재활용 기술 개발이라는 도전적 과제를 제시하고 3년 전부터 박경태 수석연구원과 협력 연구를 시작했다.
탄탈륨 재활용에서 가장 기본적인 기술은 탄탈륨을 추출하고 정제하는 것이다. 에코리사이클링은 중소기업 입장에서는 적지 않은 금액인 1억 원이 넘는 ‘정량화학분석기’를 비롯해 추출한 물질을 여과하고 가열하여 탄탈륨을 추출할 수 있는 여과 설비 등을 갖췄다. 탄탈륨을 실험실 수준이 아닌 양산 규모 설비에서 추출, 정제할 수 있는 설비에 대대적으로 투자한 것이다.
박경태 수석연구원은 “탄탈륨 원료부터 최종 제품 형태까지 취급하는 기업은 전 세계에서 10여 개 정도밖에 안 되며 각 기업들 규모도 매출 1조원 내외의 중견기업”이라며 “국내 중소기업인 에코리사이클링의 투자 규모는 이런 상황에서 큰 도전이라고 볼 수 있다”고 말했다.
▲ 버려지는 산업용 램프를 수거해 탄탈륨을 추출한다. (왼쪽) 디스플레이 제조 공정에서 성능 테스트에 활용한 노광 램프. 수명이 다한 램프 안쪽 아래에 액체 수은이 남아 있다. ⓒ한국생산기술연구원
에코리사이클링과 생기원 연구팀은 이미 기술적인 성과와 투자 관련 성과를 내기 시작했다. 최근 99.999% 순도의 탄탈륨을 정제하는 데 성공하고 이를 이용해 커패시터나 콘덴서 전극에 사용되는 0.5㎜ 두께의 와이어까지 개발했다. 아직 설비 허가, 인증 절차가 진행 중이어서 양산이 이루어지고 있지는 않지만 탄탈륨 추출과 정제, 가공까지 할 수 있는 기술력을 갖춘 셈이다.
이와 함께 최근 탄탈륨 재활용 기술 관련 산업부 과제를 수주하며 3년간 가공 제품을 만들 수 있는 기반도 마련했다. 추출, 정제, 가공, 제품 개발 단계로 이어지는 탄탈륨 공정에서 정제된 원료보다 가공된 합금이나 제품이 훨씬 부가가치가 높다. 확보한 기술력을 바탕으로 고부가가치 시장을 선도하고 세계 시장까지 넘보겠다는 전략이다.
박경태 수석연구원은 “전기 전극이나 내화재, 미사일 노즐 등에 활용되는 탄탈륨을 선이나 관, 봉, 판 형태로 가공하는 데 생기원이 연구 지원을 하고 있다”며 “산업부 과제를 수주한 것만으로도 국내에서 인정을 받은 것”이라고 말했다.
적지 않은 설비 투자를 진행한 만큼 에코리사이클링의 고민도 가볍지 않다. 투자 문제도 있지만 전문 기술인력을 확보하는 게 김태엽 대표의 고민이다. 그는 “국내에서 희소금속 기술을 개발하는 중소기업 입장에서는 전문 기술인력을 확보하는 게 가장 큰 고민”이라며 “전문성을 갖춘 인력풀도 작은데다가 필요한 인력이 규모가 작은 중소기업에 오지 않으려고 하기 때문”이라고 말했다. 이 같은 상황에서 박경태 수석연구원의 기술 연구 지원은 천군만마와도 같다.
박경태 수석연구원은 “약 5년가량 의기투합해 지금까지 온 만큼 반드시 고부가가치 탄탈륨 제품을 양산하고 관련 기술을 국산화하는 데 최선을 다할 계획”이라고 밝혔다.