알루미늄 소재 전문 기업 삼보산업이 글로벌 광산 기업 리오틴토에서 스칸듐을 공급받아 차세대 알루미늄 합금 개발에 나서기로 하면서 스칸듐이 주목받고 있다. 스칸듐은 세계에서 가장 작은 핵심 광물 시장 중 하나로 극심한 공급 제한과 전략적 응용 분야로 그 시장 크기에 비해 중요성이 큰 광물이다.
25일 광산업 전문 매체 마이닝닷컴에 따르면, 스칸듐은 첨단 산업의 '전략 금속'으로 통하는 희소금속으로 미량만 첨가해도 대상 물질의 물성을 크게 끌어올리는 특징이 있다. 순수 금속 상태의 스칸듐은 은백색 또는 회백색이며 공기 중 노출식 노르스름하거나 연한 분홍빛을 낸다. 연료 전지 등에 쓰이는 가루 형태의 원료인 산화스칸듐은 흰색이다.
블룸에너지에 따르면, 알루미늄에 0.03~0.1%만 첨가해도 합금의 강도와 내열성, 용접성과 내식성을 높인다, 용접성과 피로수명이 크게 향상되는 반면, 무게 증가는 거의 없어 경량화가 핵심 경쟁력인 산업에서 활용도가 높다.
스칸듐은 항공우주와 방위산업을 비롯해 전기차 차체와 배터리 케이스, 철도차량, 선박, 반도체 장비, 로봇, 적층제조(3D 프린팅), 스포츠 장비 등 첨단 제조산업 전반으로 활용 범위가 확대되고 있다. 글로벌 항공기 제조업체 에어버스 등은 가볍고 튼튼한 3D 프린팅 부품이나 기체 프레임에 이 합금을 사용한다.
또한 고체산화물연료전지(SOFC)의 핵심 소재로도 사용되면서 수소경제와 차세대 에너지 산업에서도 전략적 중요성이 높아지고 있다. 블룸에너지는 자사의 산화스칸듐을 SOFC의 지르코늄 산화물 전해질에 첨가하는 도판트(dopant)로 사용해 전력 밀도, 내구성, 그리고 연료 효율을 높이고 있다.
전기차는 배터리 탑재로 차량 중량이 증가하는 만큼 차체 경량화가 주행거리와 에너지 효율을 결정하는 중요한 요소다. 글로벌 완성차 업체들은 기존 강철을 고강도 알루미늄 합금으로 대체하는 연구개발을 확대하고 있으며, 스칸듐은 이러한 차세대 경량 합금의 핵심 첨가원소로 주목받고 있다.
문제는 공급 병목 현상이 극심하다는 점이다. 전 세계 연간 생산량은 단 20t으로 추정될 만큼 매우 타이트하다. 공급 또한 지정학상 민감한 지역에 극도로 집중돼 있다. 중국이 전 세계 생산량의 약 66%, 러시아가 약 26%를 각각 차지하고 있다. 두 나라가 세계 스칸듐 공급의 92%를 장악하고 있다는 뜻이다. 업계 관계자는 "이는 방산과 첨단 지식산업을 이끄는 서구권 국가들에게 매우 치명적인 공급망 '취약점(chokepoint)'으로 작용한다.
미국의 니오코프(NioCorp)는 북미 유일의 니오븀·스칸듐·티타늄 광산인 네브래스카주 엘크 크릭(Elk Creek) 프로젝트를 통해 미국 현지에서 직접 스칸듐 마스터 합금(Al-Sc MA)을 제조하는 인프라를 전개하고 있다. 자동차와 방산용 경량 부품 공급을 목표로 미국 완성차 업체들과 부품 공동 개발에 착수했다. 판매계약 하에 10년 동안 매년 최대 12t을 생산할 계획이다.
또USA레어어스(USAR), 에너지퓨얼스(Energy Fuels)는 텍사스주 시에라블랑카의 라운드톱(Round Top) 중희토류 광산과 유타주 정제 시설을 활용해 중국·러시아를 배제한 순수 북미산 스칸듐 추출 기술을 고도화하고 있다.
호주 광산업체 리오틴토는 캐나다 퀘벡 사업장 RTIT의 이산화티타늄 생산 폐기물에서 고순도 산화스칸듐을 지속 가능하게 추출하고 생산할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 지난 2022년 5월 캐나다 소렐-트레이시(Sorel-Tracy)에 있는 상업용 규모의 데모 공장에서 고순도 산화스칸듐의 첫 번째 배치를 생산해 북미 최초이자 유일한 생산업체가 됐다.
유럽에서는 배터리 용 원자재 생산 기업인 핀란드의 테라파메(Terrafame)는 지난 5월 기존 우라늄·니켈 공정의 부산물 스트림에서 스칸듐을 회수하는 타당성 조사를 시행했다. 성공 시 유럽내 유일 스칸듐 공급원이 된다. 유럽연합(EU)의 핵심원자재법(CRMA) 지원 하에, 알루미늄 생산 후 남는 보크사이트잔재물과 산성 폐기물에서 고순도 스칸듐을 25%이상 농축 추출하는 파일럿 플랜트를 가동하고 있다.
박준환 기자 naulboo@gmail.com
[알림] 이 기사는 투자 판단 참고용이며, 이를 근거로 한 투자 손실에 대한 책임은 없습니다.
