리튬이온전지 대체 원료로 부상
경제·효율성 갖춰 기술개발 나서
경기 연천·충남 금산 등 매장 파악
지질자원硏 부존량 산출 착수
"차세대 이차전지의 핵심 원료인 '바나듐'을 찾아라."
미래 고부가가치 광물자원으로 각광받고 있는 바나듐을 확보하기 위한 발걸음이 빨라지고 있다. 고강도 철강 소재 수요 증가와 이차전지 등 에너지저장시스템(ESS) 시장 확대에 맞춰 경제성과 효율성을 동시에 지닌 바나듐 확보 및 활용을 위한 기술개발이 본격화되고 있다.
22일 한국지질자원연구원은 국내 바나듐의 부존량을 정확히 산출하고, 안정적으로 확보하기 위한 기술개발에 본격 착수했다.
바나듐은 원자번호 23번으로, 은회색의 금속 광택을 띄며 순수한 상태에서는 부드럽고 유연한 금속이다. 소량의 불순물을 첨가하면 단단하고 깨지지 않는 성질을 지녀 제트엔진, 공구 등 강철 합금에 주로 쓰인다. 최근에는 높은 안정성과 긴 수명으로 리튬이온전지를 대체할 핵심 원료로 각광받고 있다.
우리나라는 현재 바나듐을 전량 수입에 의존하고 있으며, 중국과 러시아, 남아프리카공화국 등 제3개국이 전 세계 매장량의 대부분을 차지하고 있다. 국내에서는 경기도 연천, 충남 금산, 충북 옥천 등에 매장돼 있는 것으로 알려졌다. 특히 연천티탄철석 광산에 매장돼 있는 자철석에 바나듐이 대량 부존돼 있는 것으로 확인됐다. 이들 성분은 소연평도, 볼음도에 분포하고 있다. 다만 정확한 매장량과 경제성은 파악하지 못하고 있다.
지질자원연은 바나듐 광상의 3차원 정밀 탐사와 광체 예측, 매장량 평가를 통해 국내 바나듐의 정확한 부존량 산출을 목표로 기술개발을 추진하고 있다. 아울러 바나듐을 차세대 이차전지용 핵심 원료광물 중 하나로 선정해 바나듐을 국내 에너지저장산업에 활용하기위한 방안과 소재화 기술 개발을 진행하고 있다. 이와 함께, 바나듐 단위선별 요소기술과 건식·습식 제련 및 분리정제 기술, 정광 및 제련 산물을 산업에 활용하기 위한 소재화 기술 등을 확보해 나갈 계획이다.
박인수 지질자원연 박사는 "바나듐 가격은 지난 20년 간 과잉공급과 공급부족을 오가며 매우 큰 변동폭을 보이고 있다"면서 "철강 생산량과 ESS 시장 확대 등 바나듐 수요 증가로 인해 가격이 급등할 것으로 예상되는 만큼 국내 바나듐 자립 수급과 안정적 확보를 위한 기술개발이 절실한 상황"이라고 말했다.
바나듐은 저품위의 바나듐을 함유한 자철광을 제련하는 과정에서 부수적으로 생산하고 있으며, 중국이 이 분야에서 가장 앞선 기술력을 확보하고 있다. 국내에서는 정유 회사가 탈황 폐촉매를 통해 바나듐을 회수해 생산하고 있으며, 자철석과 티탄철석을 함유한 마그마 축적으로 형성된 함바나듐 티탄철석 광석을 제련해 얻고 있다. 또한 석탄과 원유, 셰일가스 등에 상당량이 부존하고 있어 이를 회수하는 과정에서 확보할 수도 있다.
전호석 지질자원연 박사는 "바나듐은 가격이 높고 확보가 어려운 광물이기 때문에 국내 대량 부존돼 있는 바나듐을 활용하기 위한 자원탐사, 선광·제련, 활용기술 등 전 주기에 걸친 기술 확보와 실증화 연구에 국가 차원의 투자와 지원이 더욱 요구된다"고 말했다.
한편 바나듐은 전 세계적으로 6300만톤 가량이 매장돼 있는 것으로 알려져 있으며, 2017년 기준으로 우리나라는 8397톤(오산화바나듐·페로바나듐)을 수입했다.
대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
