제1장 핵심광물 공급망 이슈와 주요국 광물 확보전략 1. 핵심광물의 활용과 공급망 이슈 1) 핵심광물 정의 2) 핵심광물의 활용 (1) 전기차 및 배터리 (2) 친환경에너지 (3) 방위산업 3) 핵심광물의 공급망 이슈 (1) 수급불안 및 가격변동 심화 (2) 신규 광산개발 부진 (3) 생산·가공의 특정국 편중 (4) 자원민족주의 강화 2. 주요국의 핵심광물 확보전략 1) 미국 (1) 미국 광물 공급망 현황 가. 광물에 대한 이해 및 정의 나. 미래 제조업의 핵심 화두가 된 ‘광물 수급’ 다. 미국 상무부의 광물 공급망 취약점 분석 라. 미국 광물 수입 현황 마. 미국 광물 산업 현황 바. 주(州)별 광물 수급 현황 (2) 핵심광물 확보 전략 (3) 자국 내 핵심광물 생산·제조역량 강화 가. 자국생산 확대를 위해 미국 내 자원에 대한 정보구축·연구 확대 나. 핵심광물 가공기술 확보 관련 시설 내재화 추진 다. 배터리, 친환경에너지 설비 등 미래 산업용 핵심광물에 대규모 투자 단행 라. 재활용 활성화로 핵심광물의 지속가능성·자급률 확대 및 해외의존도 완화 마. 광업법 개정, 국가보조금 지원 근거 마련 등 자국 생산기반 확충을 위해 노력 (4) 우방국 중심의 글로벌 공급사슬 구축 2) EU (1) 핵심광물 공급망 현황 및 문제점 (2) EU 핵심광물 확보전략 가. 범유럽 협의체 및 기금을 활용한 생산역량 강화 나. 해외 협력 확대를 통한 공급처 다각화 다. 자원순환성 확보 3) 중국 (1) 핵심광물 수급 현황과 과제 (2) 핵심광물 관리 체계 (3) 중국 정부의 핵심광물 관련 최신동향 (4) 중국기업의 핵심광물 확보전략 (5) 중국의 희토류 산업 현황 및 정책동향 4) 캐나다 (1) 캐나다의 핵심광물 공급 가치사슬 현황 가. 캐나다의 핵심광물 분류 나. 캐나다의 핵심광물 공급 가치사슬 (2) 캐나다 정부의 핵심광물 전략 가. 핵심광물 전략의 5대 목표 나. 5대 목표 달성 방안 (3) 글로벌 공급망 구축을 위한 국제협력 가. 국제협력 전략 나. 캐나다 내 외국기업과의 핵심광물 개발 투자 사례(2022년) A) 일본 B) 미국 C) 유럽 5) 호주 (1) 핵심광물 전략 가. 2021년 호주 핵심광물 투자설명서(Australian Critical Minerals Prospectus 2021) 나. 2022년 호주 핵심광물 전략(2022 Critical Minerals Strategy) (2) 호주 핵심광물 프로젝트 가. 개황 A) 지역별 주요 매장 광물 B) 지역별 핵심광물 프로젝트 분포 나. 뉴사우스웨일스(NSW) A) 프로젝트① : 브로큰힐 코발트 프로젝트(Broken Hill Cobalt Project) B) 프로젝트② : 힐그로브(Hillgrove) 다. 빅토리아(VIC) A) 프로젝트③ : 도널드 미네랄 샌드 프로젝트(Donald Mineral Sands Project) B) 프로젝트④ : 핑거보드 미네랄 샌드 프로젝트(Fingerboards Mineral Sands Project) 라. 퀸즐랜드(QLD) A) 프로젝트⑤ : 월포드 크릭(Walford Creek) B) 프로젝트⑥ : 스코니 프로젝트(Sconi Project) 마. 사우스오스트레일리아(SA) A) 프로젝트⑦ : 시비어 흑연 프로젝트(Siviour Graphite Project) B) 프로젝트⑧ : 재신스-앰브로시아(Jacinth-Ambrosia) 바. 웨스턴오스트레일리아(WA) A) 프로젝트⑨ : 그린부시(Greenbushes) B) 프로젝트⑩ : 마운트 매리언(Mount Marion) 사. 태즈매니아(TAS) A) 프로젝트⑪ : 카라(Kara) 아. 노던테리토리(NT) A) 프로젝트⑫ : 그루트 아일런드(Groote Eylandt) (3) 핵심광물 기업 가. 호주 증권거래소(ASX) 상장 금속 및 광산 기업 나. 호주 광산업 고용 최근 5년 회복세로 전환 6) 인도네시아 (1) 주요 광물 수출 중단조치 (2) 주요 광물 생산 및 수출 동향 (3) 주요 광업 관련 제도 변화 동향 (4) 시사점 7) 일본 (1) 중요광물 안정공급 확보 대응의 기본 방향성 가. 중요광물 관련 현황 A) 중요광물의 중요성 B) 외부 의존도 C) 대책 마련 필요성 D) 공급망 구조 및 과제·동향 나. 중요광물의 안정공급 확보 관련 목표 (2) 중요광물 안정공급 확보를 위한 정부 대응 가. 정부 대응의 기본적 방향성 및 목표 나. 정부 대응 현황 및 주안점 8) 국내 (1) 핵심광물 확보 필요성 가. 글로벌 탄소중립, 산업 패러다임 변화 등에 따른 핵심광물 수요 급증 나. 특정국 편재성, 자원무기화 확산 등으로 인한 공급 불확실성 확대 다. 국가 첨단산업의 지속가능한 발전을 위한 핵심광물 확보전략 필요 (2) 핵심광물 공급망 분석 (3) 비전 및 전략 (4) 핵심광물 확보전략 가. 핵심광물 수급지도(Map) 개발 나. 조기경보시스템 구축 다. 자원협력 강화 (5) 국내외 자원개발 활성화 가. 해외광물자원개발 (6) 재자원화 기반조성 (7) 비축 확대 (8) 법·제도 정비 (9) 인력양성 및 기술개발 제2장 광물ㆍ광산 탐사현황 및 희소ㆍ희토류 금속 표준화동향 1. 광물자원 탐사개발 동향 1) 국내 배터리원료광종 광물자원탐사 기술과 전략 (1) 국내 배터리원료광종 광상 부존 및 탐사현황 가. 리튬 나. 니켈 다. 코발트 (2) 광물자원탐사영역에서 국내 배터리원료광종 확보전략 가. 리튬 나. 니켈 다. 코발트 (3) 광물자원탐사 분야에서 국내 배터리원료광종의 공급망 2) 국내 유도분극 탐사의 연구동향 (1) 유도분극탐사 기술 도입 (2) 유도분극탐사의 기초연구 (3) 유도분극탐사 현장 적용성 연구 (4) 광대역유도분극탐사 해석 기술 및 현장 적용성 연구 3) 중국의 광물자원 탐사개발 최신동향 (1) 중국의 광물자원 최근 동향 가. 중국 광물자원 매장량 동향 나. 중국 광물자원 탐사 동향 다. 중국 광물자원 개발 및 활용 동향 라. 중국 광해복원 및 친환경 활동 동향 (2) 중국 자원정책 및 제도 등 동향 (3) 결론 및 시사점 4) 한반도의 희소금속 광산현황 (1) 몰리브덴 가. 정진광산 나. 부성광산(백암광산) 다. 남사광산 라. 가무리광산 마. 양암광산 바. 삭주광산 사. 룡흥광산 아. 고성광산 (2) 텅스텐(중석) 가. 만년광산 나. 령저광산 다. 경수광산 (3) 니켈 가. 부윤광산 나. 삼해광산 다. 정평광산 (4) 알루미늄 가. 사리원 칼리비료공장 (5) 망간 (6) 우라늄 가. 우라늄 공업단지(녕변 핵 공업단지) 나. 남천화학연합기업소 다. 우라늄 일반현황 (7) 티탄 가. 영삼광산 나. 태천광산 다. 강서광산 라. 기타광산 (8) 바나듐 가. 문천광산 나. 벽성광산 다. 월현광산 라. 은동광산 (9) 기타 희소금속 가. 코발트 나. 수은 다. 비소 라. 창연 마. 모나자이트 바. 탄탈륨 사. 안티모니 A) 대봉광산 아. 크롬 (10) 희토류 가. 철산광산 나. 선암광산 다. 룡포광산 라. 기타광산 2. 희소/희토류 금속 제조기술과 표준화 전략 1) 희소금속과 희토류금속 (1) 정의 (2) 희소금속과 일반금속의 특징 (3) 주기표로 금속의 분류 (4) 희토류(稀土類, Rare Earth Elements) (5) 경희토류와 중희토류 (6) 희토류 사용량을 줄이기 위한 3R 기술 (7) 중국의 희토류 공급망 독점 동향 2) 희소금속의 제조기술 (1) 금속의 제조 (2) 광석에 따른 금속원소의 분류 3) 채광법 (1) 채광·분쇄 가. 채광 방법 나. 광석의 파쇄 (2) 선광 가. 선광의 개념 나. 선광방법 4) 예비처리 건조·가소·배소 (1) 건조와 가소의 개념 (2) 배소의 개념 5) 건식/습식/전해 정련 (1) 건식정련 가. 건식정련 나. 용융정련 다. 매트·스파이스 정련 라. 환원정련 마. 휘발정련 바. 대상용융법과 고순도화 정련 (2) 습식정련 가. 습식정련 나. 침출법 다. 용매추출법 (3) 전해정련 가. 전해정련 나. 수용액 전해법 다. 용융염 전해법 6) 전용 광석에서 정련한 희소금속 (1) 광석을 형성하는 원소 가. 리튬 나. 베릴륨 다. 붕소 라. 스트론튬 마. 세슘 바. 바륨 7) 분리하기 곤란한 희소금속 (1) 성질이 비슷한 희소금속 가. 지르코늄 나. 하프늄 다. 니오븀 라. 탄탈륨 마. 팔라듐(Pa)과 백금(Pt) 8) 부산물로 제조하는 희소금속 (1) 다른 광물의 부산물 희소금속 가. 갈륨(Ga) 나. 게르마늄 다. 인듐(In) 라. 탈륨(Tl) 마. 비스무스(Bi) 바. 셀렌(Se)과 텔루륨(Te) 사. 루비듐(Rb) 아. 레늄(Re) 9) 희토류금속 관련기술 (1) 광상·광석 가. 희토류금속의 수입 나. 희토류 자원 다. 희토류금속의 광상 (2) 정련방법 가. 바스트네사이트의 정련 나. 모나자이트와 제노타임 광상에서 정련 다. 바스트네사이트·모나자이트 혼합광상에서 정련방법 라. 이온흡착형 광상에서 정련방법 (3) 정제방법 가. 미슈메탈 제조방법 나. 환원증류법 다. 금속열 환원법 라. 자성합금 제조방법 10) 희토류 국제표준화 전략 (1) 추진 배경 (2) 산업 현황 가. 국제 산업 나. 국내 산업 (3) 표준화 동향 가. ISO 국제표준화 동향 나. 주요국의 표준화 동향 A) 중국 B) 일본 C) 유럽 D) 미국 (4) 비전 및 목표 (5) 추진 과제 가. 희토류 산업의 품질 신뢰성 확보 A) (표준물질 도입) 희토류 원소의 물질 기준 확립 B) (시험·분석표준 개발) 정량분석을 통한 정확도·활용도 향상 나. 지속 가능한 재활용 표준체계 구축 A) (재활용표준 개발) 자립적인 선순환 공급망 구조 강화 지원 다. 산업 안정화를 위한 용어 통일, 표준협력 기반 마련 A) (용어표준 개발) 기업의 수요에 맞는 가공제품 용어표준 개발 B) (표준협력 체계) 산·학·연 전문가 중심의 전주기 표준협력 제3장 최신 철강ㆍ금속 산업 트렌드 및 소재개발 동향 1. 청정에너지전환 핵심광물의 지속가능 공급과 기술ㆍ산업 동향 1) 청정에너지전환 핵심광물의 지속가능 공급을 위한 제언 (1) 청정에너지전환은 광물 집약적 에너지시스템으로의 전환 (2) 청정에너지전환이 광물 수요에 미치는 영향 (3) 현재의 광물 공급 계획은 에너지전환 가속화에 역부족 (4) 청정에너지전환을 위한 광물자원의 지속가능 공급 방안 (5) 광물자원 안보를 위한 6개 포괄적 접근 원칙 2) 전기차 배터리 핵심광물 주요동향 (1) 기술의 정의 및 범위 (2) 공급망 동향 가. 주요 광물 부존/생산/정？제련 동향 A) 리튬 B) 니켈 C) 코발트 D) 망간 나. 국내 공급망 동향 A) 국내 기업 공급망 다변화 동향 다. 수요-공급 전망 (3) 기술동향 가. 탐사 및 정？제련 동향 나. 재활용 동향 2. 탄소중립과 철강산업 기술동향 및 산업전망 1) 철강산업 탄소중립 기술ㆍ산업 동향 (1) 개요 (2) 철강산업의 국내 탄소배출 현황 (3) 철강산업의 탄소중립 개념 (4) 해외 철강산업의 탄소중립 추진현황 (5) 국내 철강산업의 탄소중립 추진현황 가. 고로 공정 내 저탄소 연원료 대체 기술 A) 고로 내 수소가 포함된 가스 취입기술 B) 고로 내 대체 철원을 장입하는 기술 나. 탄소배출 저감을 위한 스크랩 다량 사용 가능 전로 기술 A) 상취전로 내 2차연소율 증대 기술 B) 스크랩 다량 사용 가능한 상저취전로 제조 기술 다. 탄소배출 저감형 하이퍼 전기로 기술 A) 전기로 조업시간 단축 및 전력에너지 효율 향상 기술 B) 화학에너지 활용 전력원단위 3% 저감 기술 C) 스크랩 대체 직접환원철 30% 이상 활용 전기로 공정 기술 라. 수소환원제철 설계기술 (6) 결론 2) 환경 친화형 금속 가공 시스템 주요동향 (1) 정의 및 필요성 가. 정의 나. 필요성 (2) 시장 동향 분석 가. 시장 분석 나. 세계 시장 다. 국내 시장 (3) 기술개발 동향 분석 가. 기술개발 이슈 A) 친환경 절삭가공 B) 발전하는 친환경 용접 C) 레이저 & 하이브리드 용접 D) 용접을 대체하는 접합 나. 생태계 기술동향 A) 해외 플레이어 동향 B) 국내 플레이어 동향 (4) 특허동향 분석 가. 특허 증가율 나. 특허 점유율 다. 주요 출원인 동향 3. 경량 고강도 금속 및 생체용 금속소재 주요동향 1) 수송용 경량 고강도 금속소재 주요동향 (1) 정의 및 필요성 가. 정의 나. 필요성 (2) 시장 동향 분석 가. 시장 분석 A) 제조업체들의 경량화 B) 경량 부품을 위한 금속 나. 세계 시장 다. 국내 시장 (3) 기술개발 동향 분석 가. 기술개발 이슈 A) 설계를 통한 경량화 B) 압연기술의 개발현황 C) 압출기술의 개발현황 나. 생태계 기술동향 A) 해외 플레이어 동향 B) 국내 플레이어 동향 (4) 특허동향 분석 가. 특허 증가율 나. 특허 점유율 다. 주요 출원인 동향 2) 생체용 금속 소재 (1) 희소금속의 구조재 및 기능재의 생체용 재료 가. 생체재료의 니즈 나. 생체재료에 이용되는 희소금속 (2) 생체용 금속소재 주요동향 가. 정의 및 필요성 A) 정의 B) 필요성 나. 시장 동향 분석 A) 시장 분석 B) 세계 시장 C) 국내 시장 다. 기술개발 동향 분석 A) 기술개발 이슈 라. 생태계 기술동향 A) 해외 플레이어 동향 B) 국내 중소·중견기업 마. 특허동향 분석 A) 특허 증가율 B) 특허 점유율 C) 주요 출원인 동향 제4장 희소금속 제련ㆍ공정기술과 재자원화 회수기술 개발동향 1. 희소금속 회수 시스템 주요동향 1) 희소금속 회수 시스템 및 소재화 기술 (1) 정의 및 필요성 가. 정의 나. 필요성 (2) 범위 및 분류 가. 가치사슬 나. 용도별 분류 2) 시장 동향 분석 (1) 시장 분석 가. 희소금속 산업 분석 나. 희소금속은 중국을 중심으로 벨류체인 형성 다. 중국, 자국 내에 단계별 공급망을 구축 라. 중국, 해외 희소금속 광산 투자를 통해 영향력 확대 중 마. 미국, 광산업에 국가 비상상태를 선포하고 중요 광물 개발 조기 착수 바. 호주, 핵심광물 전략으로 자원경쟁 우위 선점 추진 사. 러시아, 희소금속 개발 확대와 중국 독점 견제 아. 희소금속 관련 국내 정책 및 이슈 (2) 세계 시장 (3) 국내 시장 3) 기술개발 동향 분석 (1) 기술개발 이슈 가. 미국 나. 유럽 다. 일본 라. 한국 (2) 생태계 기술동향 가. 해외 플레이어 동향 나. 국내 플레이어 동향 4) 특허동향 분석 (1) 특허 증가율 (2) 특허 점유율 (3) 기술 집중력 분석 (4) 주요 출원인 동향 2. 희토류금속 회수ㆍ채취 관련 연구동향 1) 폐영구자석 황산침출과 분별결정법에 의한 희토류 분리·회수 연구 (1) 연구 배경 (2) 실험 방법 (3) 결과 및 고찰 가. 폐영구자석 분말의 침출 나. 분별결정 실험 (4) 결론 2) FLiNdBa 용융염을 이용한 네오디뮴 금속의 전해채취 연구 (1) 연구 배경 (2) 실험 방법 가. 전해지지염의 조성 나. 원료 및 실험 장치 다. 실험 (3) 실험결과 및 고찰 가. 전해온도의 영향 나. 음극 전류 밀도의 영향 다. Nd₂O₃ 투입 속도의 영향 라. 석출금속 Nd의 분석 (4) 결론 3. 백금족 금속의 제련공정과 리사이클링ㆍ회수 기술동향 1) 백금족 금속의 제련과 폐촉매의 리사이클링 (1) 백금족 금속의 종류와 특성 (2) 백금족 금속의 생산량과 리사이클링 (3) 백금족 금속의 제련 가. 황화광으로부터 백금족 금속의 추출 나. 비철금속 제련공정에서의 백금족 금속 회수 (4) 백금족 금속의 리사이클링 기술 가. 건식법에 의한 백금족 금속의 농축 나. 백금족 금속의 침출과 환원 다. 백금족 금속의 분리와 정제 A) 침전분리법 B) 용매추출법 라. 폐촉매의 리사이클링 A) 폐촉매 B) 폐촉매의 습식처리 C) 폐촉매의 건식처리 (5) 종합 2) 전자폐기물에서 회수된 조금속으로부터 팔라듐 분리를 위한 전해공정 연구 (1) 연구 배경 (2) 실험 방법 (3) 결과 및 고찰 가. 팔라듐 및 불순원소의 산화반응성 특성평가 나. 조금속으로부터 팔라듐 및 불순원소의 분리ㆍ전해공정 (4) 결론 4. 알칼리족 희소금속 제련ㆍ공정 개발 연구 1) 리튬의 제련기술 (1) 연구 배경 (2) 리튬의 생산량과 용도 (3) 리튬의 제련 가. 리튬 자원 나. 리튬 제련의 화학 A) 간수나 염수 중 Li 추출 B) 광석 중의 Li 추출 다. 염호로부터의 리튬 추출 라. 광석으로부터의 리튬 추출 A) 산 처리법(acid process) B) 알칼리 처리법(alkali process) C) 염화법(chlorination process) 마. 금속 리튬의 제조 (4) 종합 2) 리튬이온의 선택적 투과를 위한 Lithium Lanthanum Titanate계 분리막 개발 (1) 연구 배경 (2) 실험 방법 가. 분리막 소재 합성 및 소결체 제조 나. 전구체 및 제조된 분리막 특성평가 (3) 결과 및 고찰 가. 분리막 합성 및 소결 공정 최적화 나. 제조된 분리막 특성평가 다. 제조된 분리막 전기화학적 분석 및 대면적화 (4) 결론 5. 코발트의 제련과 리사이클링 동향 1) 철족 희소금속 코발트 특성 2) 코발트의 생산량과 용도 3) 코발트 제련 (1) 코발트 자원과 제련 개요 (2) 구리 광석 중 코발트 회수 (3) 전 광석 침출법(Whole Ore Leaching, WOL) (4) 니켈 광석 중 코발트 회수 (5) 코발트 침출액의 정제 4) 코발트의 리사이클링 (1) Li 이온 배터리의 리사이클링 (2) 폐촉매의 리사이클링 (3) 합금 스크랩의 리사이클링 5) 종합 제5장 고융점 희소금속 제조공정과 재자원화 분리ㆍ회수기술 연구동향 1. 텅스텐 및 희유금속 회수를 위한 초경합금 전이금속질화물 코팅소재연구 1) 선행 연구 2) 계산 방법 3) 결과 및 고찰 4) 결론 2. SCR 탈질 폐촉매로부터 텅스텐과 바나듐 분리 기술개발 1) 연구 배경 2) 시료 및 실험방법 (1) 시료 및 장비 (2) 실험 방법 3) 결과 및 고찰 (1) 바나듐-텅스텐 함유 수용액의 pH 특성 고찰 (2) 연속식 이온교환칼럼을 이용한 바나듐/텅스텐 흡ㆍ탈착 특성 고찰 가. 흡착 특성 나. FTIR 다. 탈착 라. 침전에 의한 바나듐의 회수 (3) 결론 3. 바나듐 광물자원 확보를 위한 선별 기술 현황 1) 바나듐의 부존 특성 및 현황 2) 바나듐 선별 연구 3) 국내 바나듐 선별연구 동향 4) 해외 바나듐 선별연구 동향 5) 결론 4. 몰리브덴광의 광물학적 특성 및 부선 기초연구 1) 연구 배경 2) 실험재료 및 방법 (1) 몰리브덴 원광 (2) 몰리브덴의 광물학적 특성분석 (3) 몰리브덴 부유선별 기초 특성분석 (4) 몰리브덴 부유선별 및 정광의 불순물 특성 3) 결과 및 고찰 (1) 몰리브덴의 광물학적 특성 (2) 몰리브덴의 부유선별 기초 특성 (3) 몰리브덴 부유선별 및 정광의 불순물 특성 4) 결론 제6장 탄소중립 순환경제를 위한 도시광산 재활용기술 연구개발 1. 순환경제사회 구축을 위한 도시광산의 재활용현황 1) 탄소중립시대의 도시광산 2) 국내 주요 광물의 재활용 현황 (1) 구리(Cu) (2) 리튬(Li) (3) 니켈(Ni) (4) 코발트(Co) (5) 희토류(REEs) (6) 백금족 (PGMs) 3) 국외 도시광산 재활용 현황 (1) 일본 (2) 미국 (3) 유럽연합(EU) 4) 국내외 도시광산 산업과 현황 (1) 도시광산 산업의 의의 (2) 국내 도시광산 산업 지원체계 및 현황 (3) 해외 도시광산 산업관련 정책현황 가. 일본 나. 중국 A) 설립 배경 B) 운영 현황 다. EU 5) 도시광산의 재활용을 통한 순환경제사회 구축 (1) 산업 관련 통계 및 분류체계 재정비 (2) 도시광산 산업클러스터 조성 (3) 안정적 원료수입 기반조성 2. 도시광산 산업의 경제유발효과 추정과 핵심광물 자원순환 연구 1) LIBS 기술을 적용한 도시광산산업의 경제 유발효과추정 연구 (1) 선행 연구 (2) 분석 구조 (3) 실증 분석 (4) 실증분석 결과 (5) 결론 2) 핵심광물 자원순환 활성화 방안과 제언 (1) 서론 (2) 본론 (3) 결론 3. 폐금속 재자원화/재활용 공정과 환경성 분석 연구동향 1) 폐전선 재자원화 공정의 환경성 평가 (1) 연구 배경 (2) 폐전선의 재자원화 공정 (3) 연구방법 (4) 연구결과 및 고찰 가. 연구목적 정의 나. 연구범위 정의 A) 대상시스템의 기능 B) 기능 단위 및 기준 흐름 C) 시스템 경계 D) 데이터 품질 요건 E) 가정 및 제한 사항 F) 영향범주 및 영향평가 방법론 다. 전과정 목록분석 라. 전과정 영향평가 A) 미세먼지 B) CO₂ 배출량 C) 가중치 부여 마. 결과해석 (5) 결론 2) 폐도금액내 유가금속(Ag) 회수공정에 대한 전과정 환경성 연구 (1) 연구 배경 (2) 연구 방법 가. 목적 및 범위 설정 나. 데이터 수집 및 전과정 목록분석 다. 전과정 영향평가 (3) 전과정 영향평가 결과 (4) 결론 4. 복합재료의 재활용 프로세스와 분리ㆍ제조 공정 연구 1) 폐 커피캡슐의 재활용을 위한 재질분리 공정개발 연구 (1) 연구 배경 (2) 연구개발 수행내용 및 결과 가. 시료의 특성 및 실험방법 나. 알루미늄과 플라스틱의 재질분리 A) 1차 파쇄 및 커피찌꺼기 제거 B) 2차 파쇄 C) 코로나 방전형 정전선별 (3) 폐 커피 캡슐 재질분리 공정 (4) 결론 2) 알칼리 침출법을 통한 초경 공구의 재활용 및 나노급 탄화텅스텐 제조공정 연구 (1) 연구 배경 가. 초경 소재 나. 초경 폐자원 재활용 다. 탄화텅스텐 분말 제조 (2) 실험 방법 가. 초경 hard scrap의 재활용 공정을 통한 산화텅스텐 제조 나. 자전연소합성법을 적용한 탄화텅스텐 제조 다. 제조된 탄화텅스텐의 특성평가 (3) 실험 결과 및 고찰 가. 텅스텐 hard scrap의 알칼리 침출 재활용 공정 나. 자전연소합성법을 통한 탄화텅스텐 제조공정 다. SHS 원료분말 혼합공정 연구 공정 및 기계적 분쇄를 통한 탄화텅스텐의 분쇄공정 (4) 결론 3) 금속-복합재료 하이브리드 구조체 재활용 프로세스 연구개발 (1) 연구 배경 (2) 분리 및 재활용 기법 선정 가. 기계적 체결 구조 분리 기법 나. 접착 체결 구조 분리 기법 다. 열가소성 복합재료 재활용 기법 라. 열경화성 복합재료 재활용 기법 (3) 재활용 공정 및 응용 가. 대상 구조 및 제작 나. 재활용 공정 설계 및 재활용율 예측 다. 대상 구조의 재활용율 측정 (4) 결론 5. 자동차 및 산업기계 재제조 부품 주요동향 1) 재제조 부품 기술 (1) 정의 (2) 필요성 2) 시장 동향 분석 (1) 시장 분석 가. 재제조 부품 산업 나. 정부의 정책적 지원이 절실 (2) 세계 시장 (3) 국내 시장 3) 기술개발 동향 분석 (1) 기술개발 이슈 가. 재제조 부품 평가기술 나. 성능 복원을 위한 기술개발 다. 대기업과 중견·중소기업 상생 (2) 생태계 기술동향 가. 해외 플레이어 동향 나. 국내 플레이어 동향 4) 특허동향 분석 (1) 특허 증가율 (2) 특허 점유율 (3) 주요 출원인 동향 제7장 폐배터리 재활용 산업과 금속 분리ㆍ회수 기술 연구동향 1. 전기차 사용후 배터리 산업 생태계 활성화 1) 글로벌 전기차 폐배터리 재활용 산업 트렌드 (1) 재사용(Reuse) 방식 (2) 재활용(Recycle) 방식 가. 전처리 공정 나. 후처리 공정 A) 건식제련(pyrometallurgy) B) 습식제련(hydrometallurgy) 2) 주요국의 배터리 재활용 촉진 정책 (1) 미국 : 공급망 관점에서 접근, R&D투자 가. 시장동향 및 정부정책 나. 주요 전기차 배터리 재활용 기업 (2) EU : 환경적 측면 접근, 구체적 목표와 지침, 제도선진국 가. 시장동향 및 정부정책 나. 주요 전기차 배터리 재활용 기업 (3) 일본 : 민간發 재활용 촉진 건의, 시범사례多 가. 시장동향 및 정부정책 나. 주요 전기차 배터리 재활용 기업 (4) 한국 : 배터리 제조강국, 대기업 중심, 법제화 필요 가. 시장동향 및 정부정책 나. 주요 전기차 배터리 재활용 기업 (5) 중국 : 전기차 1위 판매국, 배터리 재활용 시장 석권 노려 가. 시장동향 및 정부정책 나. 주요 전기차 배터리 재활용 기업 3) 전기차 사용후 배터리산업 정부 투자 동향 4) 폐배터리 재활용 시스템 시장동향 및 전망 (1) 세계 시장 (2) 국내 시장 5) 전기차 사용후 배터리산업 분석 (1) 환경적 분석 (2) 경제적 분석 (3) 경제성 평가 (4) 정치적 분석 2. 사용후 배터리 재활용기술 및 금속 분리ㆍ회수 연구동향 1) 주요 업체별 기술개발 동향 (1) 전처리 (2) 재활용 (3) 재사용 2) 건식 공정을 통한 리튬이차전지의 재활용 연구 동향 (1) 연구 배경 (2) 리튬이차전지의 구조와 성분 (3) 건식제련 공정 가. 전처리 공정(Pretreatment process) 나. 배소 공정(roasting process) 다. 제련 공정(smelting process) A) 환원 제련 공정의 슬래그 시스템 (4) 리튬 회수를 위한 추가 공정 가. 염화 배소(chlorination roasting) 나. 탄산수 침출(carbonated water leaching) 다. In-situ 환원 배소 (5) 결론 3) 폐배터리 재활용 공정 폐액 중 리튬 회수를 위한 분리기술 (1) 연구 배경 (2) 폐배터리 회수 공정 가. 화학적 처리 공정 (3) 연구 결과 가. 리튬 회수 기술 비교 나. 리튬 회수를 위한 추출제 검토 (4) 결론 및 고찰 4) 황산용액에서 용매추출에 의한 코발트(II), 니켈(II) 및 구리(II) 분리연구 (1) 연구 배경 (2) 실험 재료 및 방법 가. 실험재료 나. 실험방법 (3) 결과 및 고찰 가. 황산침출액에서 구리(II)의 분리 A) Cyanex 301에 의한 구리(II)의 선택적 추출 B) 왕수에 의한 구리(II)의 탈거 나. 황산침출액에서 코발트(II)의 분리 A) ALi-SCN에 의한 코발트(II)의 선택적 추출 B) 암모니아 용액에 의한 코발트(II)의 탈거 C) 코발트(II) 탈거에 대한 McCabe-Thiele도 및 3단 교차식 다단탈거 (4) 결론 5) 폐리튬이온전지 유가금속 회수를 위한 전해채취 공정 전기화학 반응속도 연구 (1) 연구 배경 (2) 실험 방법 (3) 결과 및 고찰 가. 니켈 전해채취 반응속도론적 고찰 나. 코발트 전해채취 반응속도론적 고찰 다. 구리 전해채취 반응속도론적 고찰 (4) 결론 6) 폐배터리 블랙 매스(black mass) 회수를 위한 파쇄/분급 공정분석 (1) 연구 배경 (2) 시료 및 실험 방법 가. 대상 시료 나. 입도 및 형상/성분 분석 다. 파분쇄 메커니즘 라. 분쇄 상수 도출을 위한 PBM(Population Balance Model) (3) 결과 및 고찰 가. 블랙 매스(black mass) 회수 공정 분석 나. 블랙 매스(black mass) 입자의 형상 및 특성 분석 다. 2종 혼합물의 수학적 분쇄 모델링 (4) 결과 7) 폐배터리 재활용 시스템 특허동향 분석 (1) 특허 증가율 (2) 특허 점유율 (3) 주요 출원인 동향 도표(통계) 목차

희소금속은 기존 일반 광물자원에 비해 매장량이 매우 적으며 특정 지역에 편중되어 있기 때문에 자원의 개발·이용 과정이 매우 복잡하고 시장이 불안정하다. 여기에 미·중 패권전쟁, 미국 '인플레이션감축법(IRA)', EU '핵심원자재법(CRMA)' 등 글로벌 광물 패권전쟁이 전개되며, 해외 광물에 의존도가 높은 우리 기업들의 타격은 불가피하게 되었다. 정부는 핵심광물 공급망 강화를 위해 희소금속 비축량을 2배로 늘리고 방출 소요 기간은 절반으로 줄이기로 했다. 비축 대상 금속을 현재 25종 34품목에서 26종 41품목으로 확대하고, 희소금속의 최대 비축량을 54일분에서 100일분까지 늘린다고 밝혔다. 산업부는 희소금속 비축 기지를 신규 구축하는 한편, 산학연 전문가로 구성된 핵심광물 비축 운영위원회를 신설해 광물 확보 상황을 점검할 예정이다. 현재 광해광업공단은 희소금속 10종을 조달청의 군산비축기지를 임대해 비축 중이다. 희토류의 경우 1kg을 얻기 위해서 종류에 따라 수십 톤에서 수천 톤의 광물이 필요하고, 광물에서 금속을 추출하기 위해선 황산·염산 등의 유독물질이 필요하다. 또한 희소금속은 합금의 원료로 금속에 미량 첨가되기 때문에 순환하는 것이 기술적으로 매우 어렵다. 이마저도 국내 ‘금속 순환기술’은 철, 구리, 납, 알루미늄 등 범용 금속에 편중되어 있고, 희소금속 순환율은 1% 미만에 불과한 실정이다. 정부는 2030년까지 핵심광물 재자원화 비율을 20%까지 높이겠다고 발표하였는데, 경북도가 급증하는 각종 폐금속에서 추출한 유용자원을 산업원료로 재공급하는 이른바 ‘도시광산자원 산업화’를 추진하고 나섰다. 도시지역에 산업 원료가 되는 금속자원이 폐기물 형태로 소량으로 널리 분포돼 광산 규모를 가진 상태로, 여기에 함유된 각종 유용 금속이 도시광산 자원이다. 대상은 반도체 폐자원과 태양광 폐패널, 첨단 전자 폐자원이다. 경북도는 이를 위해 올해부터 2032년까지 1520억 원을 투입해 구미국가산업단지에 녹색융합클러스터를 조성하기로 하고 환경부와 협의 중이다. 이에 본원 R&D정보센터에서는 독자적인 광물 공급망 구축에 도움이 되고자 관련 기관들의 분석 정보자료를 토대로「핵심광물 확보 전략과 재자원화 및 희소금속 회수 공정기술 R&D분석」을 발간하였다. 본서는 총 7장으로 구성되어 있으며, 핵심광물 공급망 이슈와 확보전략, 광물ㆍ광산 탐사현황, 친환경 철강ㆍ금속소재 개발동향, 희소금속 공정기술과 재자원화 회수기술 연구동향, 도시광산/폐배터리 금속 분리기술 및 재활용동향을 수록하였다. 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 2023. 7.