코발트는 어떻게 이렇게 귀중한 자원이 되었을까?

[로버트 박]

코발트는 어떻게 이렇게 귀중한 자원이 되었을까?

코발트는 어떻게 이렇게 귀중한 자원이 되었을까?

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세계가 화석연료에서 재생 가능한 에너지원으로 전환하기 위한

 방법을 모색하고 있는 가운데, 극복해야 할 새로운 과제들이 있다.

 대표적인 사례가 코발트이다. 

이 천연 광물은 리튬이온 배터리의 생산에 사용된다. 

최근 몇 년 동안 기술 기기, 특히 전기 자동차에 대한 수요가 증가하면서 

그 가치가 급등했다. 그러나 코발트 채굴에는 나름의 과제가 있다.

 이 갤러리에서 코발트가 왜 이렇게 귀중한 자원이 되었는지 확인해보자.

코발트란?

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코발트는 은빛에 푸른 빛을 띠며 

광택이 있고 자성이 강한 금속으로, 

이 화학원소는 'Co'라는 기호를 가지고 있다.

코발트란?

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코발트는 자연적으로 존재하는 원소다. 

그것은 흙, 물, 바위, 식물, 동물에서 발견된다.

코발트란?

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1739년 스웨덴의 화학자 조지 브랜디가 코발트를 발견했다. 

보통 구리, 철, 니켈 등 다른 원소를 채굴하는 과정에서

 생긴 부산물로 회수된다.

코발트는 어떻게 사용되나?

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이 물질은 화학, 산업 및 군사 분야등 

다양한 산업 분야에서 사용된다.

코발트는 어떻게 사용되나?

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가장 강력한 영구 자석으로, 즉 

부식에 강하고 및 내열성이 있기 때문에 

재생 가능한 풍력 발전 터빈에 필수적인 요소다.

코발트는 어떻게 사용되나?

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 또한 배터리와 전자, 합금과 강철의 제련, 화학 공학, 의료 장치,

 심지어 예술 분야의 화려한 파란색 안료로도 사용된다.

어디서 발견되나

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세계 코발트 자원의 대부분은 콩고민주공화국,

 러시아, 캐나다, 호주, 필리핀, 쿠바에 있다.

콩고 민주 공화국

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콩고민주공화국은 전 세계 코발트 공급량의 약 55%를 차지한다.

 이 원소의 채굴에는 지표면과 지하 공법이 모두 사용된다.

코발트 채굴

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코발트 연구소에 따르면 전 세계에서 생산되는 

코발트의 98%는 구리와 니켈의 부산물로 채굴된다. 

해저에도 코발트 퇴적물이 많이 남아 있지만 이를 추출하는

 최선의 방법을 찾기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다.

처리 및 추출

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니켈과 구리 광석에 열/고온을 사용하여 추출하고 정제하여 

하이드로메탈 (수용액을 사용하는 것) 기술에 의해 처리된다.

코발트 시장

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가격 상승은 코발트 시장의 성장을 촉발시켰다. 

특히 콩고에서 제한된 기술을 사용하는 장인 및 

소규모 채굴자의 수가 증가했다.

독성이 있을 수 있다

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코발트는 흡입하거나 섭취하면 독성이 있을 수 있다. 

실험실에서 만든 매우 강력한 

방사성 동위원소(방사선 방출)를 가지고 있다.

수요가 증가하는 이유는 무엇인가?

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코발트는 특별히 희귀한 상품은 아니다. 그러나 

리튬 이온 배터리를 생산하는 데 사용됨에 따라 

배터리 산업의 혁신이 수요를 급증시켰다.

전기자동차 및 CO2 저감

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코발트는 배터리에 사용되기 때문에

전기자동차 제조에 중요한 부품이다. 

니켈, 구리, 흑연, 망간과 함께

이들의 생산에 사용되는 핵심 소재 중 하나이다.

높은 수요

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이에 따라 2030년까지 코발트 수요는

 2배로 늘어날 것으로 예상되는데, 

전기차 수요가 증가하고 주요 나라들의 

청정운전 장려책이 뒷받침되고 있기 때문이다.

코발트 촉매

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코발트는 석유나 화학 공업에서 석유의 황을 제거하는 촉매제로 쓰인다.

 다시 말하지만 코발트를 촉매로 하는 방법은 이것뿐만이 아니다

코발트 촉매

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코발트 촉매는 또한 다른 산업 공정을 

에너지 효율적으로 만들 수 있다. 

예를 들어, 폴리에스테르 생성을 위한 활성화 

에너지를 낮춤으로써 온실가스 출력을 감소시킨다.

코발트 촉매

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코발트 화합물을 함유한 촉매는 판매가 허용되기 전에 

디젤 및 가솔린 자동차에서 나오는 황 및 아산화질소 

배출을 줄이는 데 사용된다.

광물이 직면한 문제점

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재생에너지로의 전환에 직면한 광물 문제의 예로 코발트를 들 수 있다. 

코발트의 채굴은 환경적, 사회적 문제를 안고 있지만 전환을 지지한다.

공급망 장애

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 콩고는 전 세계적으로 코발트의 주요 공급원이다. 

그러나, 그 나라는 정치적인 그리고 경제적인 불안정으로 

고통을 받고 있고, 그 결과, 높은 범죄율과 시민 불안이 있다.

코발트 생산

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2021년에는 전 세계 코발트 공급량의 60~70%가 콩코에서 생산되었다.

 대부분이 구리 채굴의 부산물이지만 코발트의 또 다른 공급원은 장인 광부들이다.

장인 광부들

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장인 광부들은 공업이나 기계화 생산수단을 통해 추출한 

광석보다 더 높은 등급의 광석을 손으로 파낸다.

콩고의 장인 광부들은 세계 2위의 광물 생산국인 

러시아보다 더 많은 코발트를 생산한다.

위험한 채굴

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장인 광부들이 운영하는 작은 광산은

위험하고 주변을 오염시킬 수 있다. 

채굴과 정제 과정은 다양한 

건강 문제와도 관련이 있다.

위험한 채굴

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사고, 과잉 노동, 유독성 화학물질 및 가스 노출 등은 

잘못된 채굴 조건에 있는 작업자들에게는 큰 가능성이다.

우랴늄의 노출

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콩고에 있는 코발트와 구리의 매장 지역 또한 

많은 양의 우라늄을 포함하고 있다. 

광산 지역에서 과학자들은 높은 수준의 방사능에 주목했다.

채굴은 지속될 것이다

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코발트 기반 배터리의 수요를 고려할 때

 대규모 광업 산업과 장인 광업 

모두 한동안 머물 곳으로 보인다.

채굴은 지속될 것이다

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2020년 세계경제포럼(WEF) 백서는 

콩고의 장인 코발트 채굴 현황을 개괄하고

 산업을 공정하고 안전하게 만들기 위한 

권고사항을 제시했다.

가격 폭등

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기술 기기 수요가 급증한 팬데믹 기간 동안 코발트 가격은 

톤당 5만3천 달러로 10년 만에 최고가를 기록했다.

코발트 없는 배터리?

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코발트 문제가 계속되면서 일부 기업들은 

전기차용으로 코발트가 없는 배터리를 개발하고 있는데,

 이는 보다 지속 가능한 대안으로 제시되고 있다.

FIN.