원소기호 Mg인 마그네슘은 금속의 비중이 알루미늄의 65%일 정도로 매우 가볍지만 알루미늄보다 강도가 높고 단단한 특성을 지닌 특수 광물이다. 마그네슘은 산업에 반드시 필요한 핵심광물이다. 또 전략 원자재로, 자동차 항공 가전 등의 제조업 및 제약, 의료기기 등의 기초 소재로 광범위하게 활용된다. 보이지 않지만 우리가 항상 사용하는 노트북, 스마트폰 등의 전자제품에서부터 자동차, 비행기, 열차, 2차전지 등의 운송기기 및 산업용 제품에 이르기까지 다양한 분야에 광범위하게 사용된다.
전 세계의 마그네슘 수요량은 현재 연간 120만t 수준에서 10년 후에는 두 배 이상 수요가 급증할 것으로 보이며, 중국이 전 세계 수요량의 90%를 공급하고 있다. 한국의 마그네슘 수요량은 전 세계 5위 수준으로 산업통상부 산업공급망 전략품목 금속으로 지정돼 있지만 무려 99.8%를 중국에 의지하고 있다.
한국에서도 제철기업 등에서 마그네슘을 생산하고자 했으나, 돌로마이트 광석을 제련하는 설비를 가동하는 생산 단가가 경제성을 갖추지 못해 결국 마그네슘 자립은 실패했다.
한편, 석탄화력 발전소에서 발생하는 매립폐기물은 국내 연2만t, 해외 연 2백만t에 달하며, 연간 3천억원 이상의 폐기물 처리비용이 발생하는 외에도 탄소와 침출수 배출 등 환경적 측면에서도 심각한 피해를 끼치고 있다.
물론 세계적으로 석탄화력발전소는 환경적인 이슈로 점차 퇴출과정에 있지만 최근 급증하는 에너지 비용과 설비용량 문제로 인해 실제 석탄화력 발전소 가동 중지는 수십년 후가 될 것으로 보인다. 저개발국을 포함 전 세계의 석탄발전이 모두 사라지기까지는 100년 이상 걸릴 것으로 예상되고 있다.
그런데 마그네슘과 석탄화력 발전소가 무슨 관계가 있을까?
석탄화력 발전소의 탈황시설에서 발생하는 폐수는 ZLD(Zero Liquid Discharge)라고 하는 시설을 통해 처리되는데 이 과정에서 매립으로 처리되는 슬러지 폐기물이 다량 발생한다. 이 슬러지 폐기물은 산화물 형태의 마그네슘을 30% 가량 함유하고 있으며, 이 슬러지에서 순도 99.7%의 마그네슘을 추출하는 기술이 개발돼 상용화를 앞두고 있다.
이 마그네슘 회수 기술을 사용하여 재활용시, 기존 주류(Mainstream)의 방식 대비 이산화탄소 배출량이 63%나 절감된다고 한다. 탄소배출권 확보를 통해 국가 NDC 목표 달성에 기여할 것으로 기대되고 있다. 폐기물로 매립하는 대신 이 방식을 통해 처리하게되면 매립 비용이 절감되고 오히려 희귀자원 매출 및 탄소배출권 판매로 경제성이 더욱 증가한다.
슬러지에서 추출한 마그네슘은 폐기물에 기반한 자원 회수이니만큼 중국산과 비교해도 가격 경쟁력이 있다. 수입 마그네슘을 국내 생산으로 대체하는 전략자원 국산화의 효과도 있다. 게다가 이 폐기물에서 금속을 추출하는 공정과정에서 마그네슘 뿐만 아니라 황산바륨도 다량 추출된다고 한다.
황산바륨은 의약품 화장품 도료 등에 필수적으로 쓰이는 고가 소재이다. 폐기물 자원회수 추출의 사업 경제성을 더욱 높인다. 폐자원 순환, 탄소배출 절감, 경제성 창출, 희소자원 국산화의 네 마리 토끼를 한 번에 잡는 석탄발전소 슬러지에서 마그네슘 및 희소금속을 추출하는 획기적인 신기술이 이제서야 도입을 준비하고 있다는 것이 아쉬울 뿐이다.
기술의 빠른 상업화, 상용화를 통해 전략적 금속자원 확보 및 폐기물 절감과 NDC 넷제로 달성에 기여하기를 바란다.
