안녕하세용,,, 끄적이잉입니당,,ㅎㅎ
최근 중국과 무역의 갈등이 심화되면서
중국은 희토류를 협상의 무기로 사용하기 시작했고,,
미국은 희토류에 대한 대비가 되지 않아서 중국에게 약한 모습을 보여줬었는데요,,
최근에는 그린란드부터 일본과 핵심 광물에 대한 협정을 맺으면서,,
앞으로 희토류를 확보하기 위한 대비를 하고 있습니다,,
점차 중요해지는 희토류에 대해 한 번 알아보도로 하겠습니당,,
먼저, 희토류(Rare Earth Elements, REE)는 주기율표상의 란타넘계 원소 15개와 스칸듐(Sc), 이트륨(Y)을 포함한 총 17개 원소를 통틀어 부르는 말입니다
희토류라는 이름 때문에 매장량 자체가 지구상에 거의 없을 것 같지만, 실제 매장량은 아주 드물지는 않습니다.
희귀하다는 평가가 붙은 결정적인 이유는 매장량보다는 경제성 있는 농도로 뭉쳐있는 광상이 드물고, 원소 간 화학적 성질이 너무 유사해 가공이나 분리, 정제가 극도로 어렵기 때문입니다
먼저 희토류는 원자번호와 원자량에 따라 크게 두 가지로 나뉩니다
- 경희토류(LREE, Light REE) : 세륨(Ce), 란탄(La), 네오디뮴(Nd), 프라세오디뮴(Pr) 등
비교적 매장량이 많고 전기차 구동 모터나 영구자석, 촉매 등에 널리쓰이기도 합니다
- 중희토류(HREE, Heavy REE) : 디스프로슘(Dy), 터븀(Tb), 이트륨(Y) 등
매장량이 매우 적고 분리가 까다롭지만 고온에서도 자성을 잃지 않는 고성능 영구자석, 스텔스 전투기, 레이더나 첨단 방산 장비에 필수적이라 전략적 가치가 상대적으로 훨씬 높습니다
출처 : Chivine
경희토류와 중희토류의 차이는 원자량(원자번호), 매장량, 분리나 정제 난이도, 주요 용도 및 전략적 가치에서 차이점을 보이고 있습니다.
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구분
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경희토류 (LREE)
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중희토류 (HREE)
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원자번호 및 대표 원소
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원자번호가 낮음
란타넘(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm)
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원자번호가 높음 + 이트륨(Y)
디스프로슘(Dy), 터븀(Tb), 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 루테튬(Lu) 등
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지구상 매장량
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풍부함 (전체 희토류 매장량의 약 80~90% 차지)
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극히 희소함 (전체 매장량의 10% 미만)
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분리·정제 난이도
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상대적으로 용이함
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극도로 어려움 (원소 간 성질 차이가 거의 없어 가공 비용과 환경오염 심각)
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주요 용도
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촉매, 유리 연마제, 배터리, 표준 영구자석(NdFeB)
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고온용 고성능 영구자석(Dy, Tb), 스텔스·레이더 등 방산, 형광체, 레이저
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가격 및 전략적 가치
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비교적 저렴함 (단, Nd, Pr은 상대적으로 고가)
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극도로 고가이며 국가 안보 및 첨단 기술의 핵심 물자
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주요 매장지
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미국(마운틴패스), 호주(마운트웰드), 중국 북부(바오터우) 등
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중국 남부(이온흡착형 광산), 베트남, 몽골 등에 집중
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출처 : Global X ETF
이러한 희토류는 단순한 산업 자재를 넘어 21세기 첨단 사업과 안보를 좌우하는 핵심 전략 물자로 재평가받고 있습니다.
희토류 소비 가치의 약 90% 이상은 전기차나 로봇, AI 시대를 움직이는 영구자석(NdFeB 등)에서 발생하고 있습니다.
전기차의 구동 모터나 해상 풍력 터빈, 휴머노이드 로봇의 정밀 관절 모터, 각종 모터들의 고효율화를 지원하고 효율성을 극대화하는데 있어서 네오디뮴과 디스프로슘이 필수적으로 사용됩니다
출처 : JXSC Mine Machinery
왜 자석에 네오디뮴과 디스프로슘이 필수적인데??
간단하게만 알아보자면,,
네오디뮴-철-붕소(NdFeB) 희토류를 사용한 영구자석은 단순히 성분을 섞어 만든 합금이 아니라 정미랗게 제어된 복합 미세 조직을 갖는 금속간 화합물(Intermetallic Compound)입니다.
따라서 상온에서는 강력하지만 큐리 온도가 비교적 낮고, 보자력 온도계수가 크기 때문에 전기차 구동 모터나 로봇의 고부하 관절 모터 구동 시 고온과 모터 내부의 역자계가 합쳐지면서 자성을 잃어버리는 불가역 감자 현상이 발생하기 때문입니다.
Nd2Fe14B 원가 격자 내부의 Nd3+자리에 중희토류인 Dy3+나 Tb3+이온이 대신 들어가면서 (Nd,Dy)2Fe14B 구조를 만들게 되는데요
이에 따라 Dy의 강화된 4f 전자궤도-스핀 결합 덕분에 결정자기이방성장이 증가하여 고유 보존력이 대폭 상승해서 고온에서도 역자구가 생성되는 것을 강력하게 억제하게 됩니다.
출처 : Post Factum
하지만 현재 중국이 희토류 채굴뿐만 아니라 가공 및 분리, 정제(Midstream) 시장의 80~90% 이상을 독점하고 있는 상황입니다
채굴 자체는 미국이나 호주, 몽골에서도 가능하지만, 정제 과정에서 발생하는 심각한 환경 오염과 높은 분리 기술 장벽 때문에 대부분 중국으로 보내서 가공하고 있습니다
따라서 앞으로 중요하게 봐야할 점은 중국 외 지역에서 자급 가능한 분리/정제 망을 얼마나 신속하게 구축하는가가 중요해질 것입니다
출처 : Global X ETF
이미 탈중국화를 향한 미래 변화 방향이 보이고 있는데요
미국이나 호주, 일본, EU, 한국 등이 자국이나 우방국 중심의 프렌드쇼어링(Friend-shoring)을 강화하며 탈중국 공급망 연대를 구축하고 있습니다.
또는 희토류를 아예 쓰지 않는 페라이트 자석 모터나 질화철을 사용한 자석을 통해 희토류 사용량을 대폭 줄이는 고성능 신소재 개발 연구가 활발해지고 있습니다
출처 : Post Factum
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관전 포인트
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주요 내용 및 체크할 요소
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1. 정제·가공(Midstream) 역량
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단순히 "광산을 발견했다"는 소식보다 **"중국을 거치지 않고 제련/분리할 수 있는 공장을 확보했는가"**가 실질적인 기업 및 국가의 경쟁력입니다.
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2. 중희토류(HREE) 확보 여부
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경희토류보다 디스프로슘(Dy), 터븀(Tb) 같은 중희토류의 비중국산 수급이 훨씬 어렵습니다. 고온 환경이 요구되는 방산·고성능 모터 분야의 자원 확보 동향을 봐야 합니다.
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3. 중국의 자원 무기화 정책
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중국의 희토류 가공 기술 수출 금지 조치, 생산 쿼터 제한, 수출 통제 법안 등의 정책 변화가 전 세계 가격 변동을 좌우합니다.
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4. 대체재 상용화 속도
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모터 및 자석 제조 기업들이 희토류 대체재(페라이트, 질화철 등)를 개발했을 때, 기존 희토류 모터 대비 출력과 효율을 어느 정도까지 추격하는가가 관건입니다.
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