■ 강원도 홍천, 세계 최대 리튬(Lithium) 광맥 발견

[만사형통]

■ 강원도 홍천, 세계 최대 리튬(Lithium) 광맥 발견

★ 한국지질자원연구원(대전)은 강원도 홍천에서 세계 최대 규모의 리튬(Lithium) 희토류(稀土類) 광맥을 발견했다. 희토류는 반도체나 2차 전지 등 전자 제품의 필수 재료이며, 한국은 전량(300t)을 세계 생산량의 97%를 독점하는 중국에서 수입하고 있다. 한국지질자원연구원은 2011년 06월 29일 "2010년 06월부터 희토류를 포함한 희귀 광물이 있을 것으로 추정되는 국내 11곳 (경기도 연평도. 연천, 강원도 홍천, 양양, 충북 충주. 단양, 충남 서산, 전북 무주, 경북 울진, 경남 하동. 언양) 가운데, 충북 충주. 강원도 홍천 등지에서 시료를 채취해 분석한 결과, 희토류가 0.6-0.65% 섞인 2,364만t 규모의 광맥을 발견했다”고 밝혔다. 발견된 광맥에서 사용 가능한 희토류는 14만 7,500t 정도로, 이는 국내에서 30-50년 가량 쓸 수 있는 분량이다. 평균 30ｍ 폭으로 2km에 걸쳐 동서(東西)로 길게 뻗은 충주 광맥은 1,100만t 규모(희토류 함량 0.1-2.6%)로, 총 7만1,500t의 희토류가 포함돼 있을 것으로 추정하고 있다. 또한, 강원도 홍천 광맥은 평균 23m 폭으로 남북(南北) 간 1.2km에 걸쳐 뻗어 있으며, 전체 규모 1,264만t(희토류 함량 0.1-4.7%), 희토류 매장량은 7만 6,000t으로 예상된다.

한국지질자원연구원(대전)은 충북 충주와 강원도 홍천의 희토류 광맥이 500ｍ 이상 깊이까지 연장돼 있는지를 추가 조사해서 정확한 매장량을 산출할 계획이다. 현재까지는 400ｍ 안팎 깊이까지만 조사됐다. 광맥이 깊게 연장돼 있다면, 희토류 양도 그만큼 늘어날 수 있다. 충주와 홍천의 광맥에는 희토류와 함께 철광석이 상당량 존재할 뿐 아니라 열에 강한 합금을 만들 때에 사용되는 희귀 금속인 나이오븀과 탄탈 등도 섞여 있다. 희토류만 개발해 채산성을 맞추려면, 광맥에 희토류가 2% 이상 존재해야 하지만, 철광석 등이 많이 있어 개발 경제성은 충분하다.

한국지질자원연구원(대전)은 2011년 01월 인도 국립제련연구소와 양해 각서를 체결하고, 희토류의 순도를 높이고, 개별적으로 추출하는 기술을 개발하고 있다. 미국 지질 조사연구소에 따르면, 희토류 생산은 중국이 연간 12만 t(2009년 기준)으로 세계 생산량의 97%를 독점하고 있다. 이런 배경을 바탕으로, 중국은 2010년 09월 일본과 센카쿠(尖閣) 열도 (중국명 댜오위다오·釣魚島)를 두고 충돌했을 때, 희토류 수출을 금지해서 일본을 압박하는 수단으로 이용하기도 했다.

★ 삼성전자는 해외 리튬 광산 인수를 고민하던 중에, 국내 리튬 발견 소식을 듣고, 삼성 단독 출자 리튬 광산 개발 기업 설립 예정이라는 내용이다. 삼성 그룹이 국내 희토류 광맥의 자원 개발에 관심 갖는다는 뉴스는 다소 의외 이다. 희토류 채굴 개발과 관련하여 대표적으로 거론되는 민간 기업은 포스코 그룹이며, 공공 기업으로는 한국 광물 자원 공사가 있기 때문이다.

● 희토류를 비롯한 희소 금속 탐사는 1990년대 초부터 최근까지 홍천 외에도 충북 충주, 경북 울진 등지에서 드문드문 이뤄졌다. 하지만, 길어야 1-2년 탐사해보다가 마는 식이었다. “경제성 없는 프로젝트 왜 하냐는 타박을 논리적으로 반박하기가 힘들기 때문이다. 멀리 내다보고 해야 하는 것인데, 한국 현실은 그렇지 못했다. 희토류는 지구 중심부 마그마가 어떤 화학적 변화도 겪지 않고, 마그마가 그대로 지층으로 분출된 지역에서 발견된다. 우리나라에서 이런 조건을 충족시키는 대표적인 곳이 홍천과 충주이다. 두 지역에 묻혀 있다고 추정되는 양이 강원도 홍천 2,597만t, 충북 충주 2,099만t이다. 합쳐서 4,600만t쯤 된다. 특히 1980-1990년대에는 광물 탐사를 하려 해도 예산 확보하기가 어려웠다. 세계적으로 광업 침체기였다. 광산업 선두권에 있는 미국, 호주, 캐나다 광산들도 환경 문제 등으로 문을 닫았다. 국내에서는 연구자들이 알음알음 확보한 연구비로 근근이 탐사가 이어지는 수준이었다.

● 희토류 탐사는 여러 단계를 거쳐 이뤄진다. ★ 첫번째 단계는 항공 방사능 조사이다. 희토류가 포함된 광석은 우라늄처럼 방사능을 내뿜는다. 헬리콥터로 전국을 비행하며, 방사능 수치가 높은 지역을 측정하는 작업이다. 현재, 전국 방사능 현황은 대부분 파악돼 있고, 이를 토대로 추려낸 지역이 강원도 홍천, 충북 충주 등이다. ★ 두번째 단계는 2011년 06월 시작된 지화학 탐사이다. 준정밀 탐사라고 부르는 이 조사는 주로 하천을 따라 이뤄진다. 지층에 있는 금속 성분이 물에 씻겨 하천으로 모이기 때문이다. 하천 모래층을 채취한 뒤, 무거운 금속 성분만 가라앉힌다. 이것을 분석하면, 주변 지대에 어떤 금속 원소들이 포함돼 있는지 나온다. ★ 세번째 단계는 암석 지화학 탐사이다. 방사능 수치가 높은 지역에 하천이 없다면, 직접 돌아다니며, 땅 위로 드러난 암석층마다 방사능 측정기를 들이대야 한다. 암석 지화학 탐사라고 부른다. 식물 잎사귀를 분석하기도 한다. 식물에는 토양에 포함된 금속 원소가 남아 있다. ★ 네번째 단계는 희토류 추출 단계이다. 희토류를 찾는 것만이 능사는 아니다. 원석을 가공해 소재로 만드는 기술이 있어야 산업적으로 의미를 갖는다. 희토류는 원석을 캐면, 다른 광물들이 함께 포함되어 있다. 희토류 광물만 분리해낸 뒤, 다시 희토류 금속 원소별로 추출하는 작업을 거쳐야 한다. 소금(NaCl)에서 나트륨(Na)과 염소(Cl)를 분리하는 것과 비슷한 개념이다. 그래야 실제 산업에 활용할 수 있다. 탐사와 함께 선별 제련 기술도 개발해야 한다.

★ 희토류(稀土類) : 희토류(稀土類. rare earth metal)는 현재 수요에 비해 매장량이 매우 적은 금속을 일컫는 희소(稀少) 금속(rare metal)의 한 종류이다. 보통 리튬. 크롬. 몰리브덴. 텅스텐. 코발트 등 35종의 광물이 희소(稀少) 금속으로 분류된다. 희토류는 란탄(lanthanum) 계열 15개 원소 (원자 번호 57-71번)와 스칸듐(scandium), 이트륨(yttrium)을 합친 17개 원소를 지칭한다. 희토류에 속한 원소들은 화학적으로 안정되면서도 열을 잘 전달한다. 전기 자동차, 풍력 발전 모터, 액정 표시 장치 (LCD) 등의 핵심 부품으로 사용되는 합금이나 촉매제, 영구 자석, 레이저 소자 등을 만드는 데 사용되기 때문에 '첨단 산업의 비타민' 이라고 불린다.

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