너무 비싸지만 재활용 어려운…백금족의 난제를 풀다

↑ 한국지질자원연구원 라제쉬 쿠마·이진영 박사 <사진 = 한국지질자원연구원>

출연연에서 연구를 수행하고 있는 한 인도계 과학자가 폐금속 재활용 분야의 난제를 해결할 연구결과를 발표했다.
백금족 금속은 산업에서 중요하게 사용된다. 백금족 금속은 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt)의 6종류로 구분된다. 이들 금속은 희귀금속으로 첨단산업에서 활용도가 높다. 백금족 금속은 주로 자동차 배기가스 정화 촉매재, 연료전지의 전극, 치과용 재료 등 의료용 소재로도 많이 활용된다. 백금과 로듐의 합금은 부식에 잘 견디는 특성이 있어 LCD 유리 제조 등 전기 전자 응용부품으로도 활용된다.
문제는 대체금속을 찾기가 어려운데다 전세계적으로 생산량이 매우 적어 다이아몬드를 제외하고 가격이 가장 비싼 금속이라는 점이다. 전세계적으로 많은 백금족 금속이 사용 후 재활용되고 있다. 우리나라처럼 백금족 금속 수요량 대부분을 수입하고 있는 상황에선 재활용이 무엇보다 중요하다.
백금족 금속을 재활용하는데 있어 가장 어렵고 많은 시간과 비용이 필요한 과정이 백금과 로듐의 분리다. 둘을 분리 추출하는데 사용되는 추출제를 사용해도 쉽게 분리되지 않았다.
한국지질자원연구원 DMR 융합연구단 전략광물활용기술연구팀 라제쉬 쿠마, 이진영 박사 연구팀은 백금과 로듐의 분리 추출을 손쉽게 해결할 수 있는 현상을 세계 최초로 규명했다.
연구팀은 백금과 로듐을 분리 추출할 때 크라운 에테르 화합물과 아민계 추출제를 조합한 추출방법을 사용하면 시간, 비용을 크게 줄일 수 있다는 점을 발견했다. 특정 원자를 끌어들이는 성질의 크라운 에테르 화합물만을 단독 사용했을때보다 백금, 로듐이 분리되는 정도가 3배 이상 높아졌다. 연구팀은 함께 첨가한 아민계 추출제로 인해 로듐이 백금과 함께 추출되는 경향을 현저히 낮췄기 때문이라는 것을 확인했다.
연구팀의 연구결과를 활용하면 백금-로듐 분리 특성이 우수한 새로운 분리추출시스템을 개발할 수 있다. 첨단산업 분야에 활용되는 백금속 원료소재를 안정적으로 확보해 우리나라 산업 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.
김규한 한국지질자원연구원장은 “중요한 전략자원인 백금족 금속의 재활용 기술 개발로 친환경적으로 안정적인 원자재 확보가 가능해질 것”이라고 밝혔다.
[이영욱 기자]