해외 희토류 채굴 진척 더뎌…기업들, 재활용으로 전환【SMM 분석】

현재 미·중 경쟁을 배경으로, 중국의 희토류 수출 통제 정책으로 인해 서방 국가들은 희토류 원소의 전략적 중요성을 깊이 인식하게 되었다. 중국에 대한 의존도를 줄이기 위해 서방은 채굴부터 자석 제조까지 완전한 희토류 산업 사슬을 구축하기 위해 적극적으로 노력하고 있다. 그러나 희토류 자원의 개발 주기는 길고, 중국은 희토류 채굴, 분리 및 제련에서 절대적인 기술 우위와 규모의 경제를 보유하고 있다. 이로 인해 서방이 단기간에 산업 사슬에서 돌파구를 마련하기가 극히 어려워, 시급한 당장의 수요를 충족할 수 없다.

이러한 딜레마에 직면하여 서방 기업과 정부는 희토류 재활용 분야에 더 많은 자원을 투입하고 있으며, 이를 단기 공급 압력을 완화하고 공급망 회복력을 높이는 핵심 경로로 보고 있다. 여러 회사가 폐전자제품과 산업용 자석과 같은 폐기물에서 희토류 원소를 회수하는 전략을 펼치기 시작했으며, 순환 경제 모델을 통해 원자재 공급 부족을 보완하려고 시도하고 있다.

최근, 미국 소재 HyProMag, 호주 IonicRE, 캐나다 Cyclic Materials를 비롯한 재활용 기업들이 산업 사슬 파트너들과 새로운 원자재 공급 및 기술 협력 계약을 체결하여, 희토류 재활용을 파일럿 프로젝트에서 상업적 규모로 전환하는 것을 추진하고 있다.

이러한 협력은 스크랩 수집 및 기술 가공부터 고급 자석 생산에 이르는 여러 단계를 다루며, 현재 1% 미만인 희토류 회수율을 대폭 높이는 것을 목표로 한다.

6월, 미국-인도 합작 회사가 ReElement 크로마토그래피 분리 기술의 효율을 개선하기 위한 자석 재활용 프로젝트를 시작했다. 이 프로젝트는 전기차와 풍력 발전 장비에서 나온 폐자석을 연간 2,000메트릭톤 처리할 예정이며, 회수율은 최대 90%에 이를 것으로 예상된다.

이후 몇 달 동안, 미국 기업이 주도하는 희토류 재활용 전략이 점차 더 명확하고 체계화되었다. HyProMag는 전기 모터와 풍력 터빈 로터 등 새로운 공급원을 포함하도록 원자재 계약 범위를 확대했다. 이 회사는 텍사스주 포트워스 공장의 조달 진척을 가속화하기 위해 전자제품 재활용 업체 ILS와 공동 팀을 구성했다. 이 공장은 40년 운영 기간 동안 소결 NdFeB 자석 750메트릭톤과 NdFeB 부산물 807메트릭톤을 매년 재활용할 계획이다. HyProMag는 또한 허브 앤 스포크 모델을 사용하여 네바다와 사우스캐롤라이나로 사업을 확장하여 재활용 용량을 세 배로 늘릴 계획이다. 호주의 IonicRE는 재활용 자석으로 희토류 산화물을 생산하기 위해 US Strategic Metals(USSM)와 계약을 체결했다. IonicRE는 영국 자회사 Ionic Technologies를 통해 재활용 기술을 제공하여 순도 99.5%를 초과하는 Pr-Nd 산화물과 중희토류 원소(디스프로슘, 터븀, 사마륨, 가돌리늄, 홀뮴)를 생산할 예정이다.

캐나다의 Cyclic Materials는 사우스캐롤라이나주 섬터에 위치한 VAC의 새 공장에서 발생하는 자석 생산 스크랩을 전담 처리하기 위해 독일 자석 생산업체 VAC와 10년 독점 계약을 체결했다.

Cyclic Materials는 자사의 재활용 공정이 원광 채굴 대비 탄소 배출을 75% 절감할 것으로 예상한다. 이 회사는 애리조나주 메사에 연간 2만 5천 메트릭톤의 폐자석 처리 용량을 갖춘 시설을 건설 중이며, 2026년 초 가동을 시작할 예정이다. 희토류 공급 안보는 미국과 유럽 국가의 전략적 우선 과제가 되었다.

EU의 핵심 원자재법은 2030년까지 EU 희토류 용량의 15%를 재활용을 통해 달성할 것을 요구한다. 이러한 정책 방향은 유럽 희토류 재활용 기업에 명확한 시장 전망과 발전 동력을 제공한다.

미국은 희토류 재활용 산업 발전을 적극 추진하고 있으며, 이는 주로 단일 국가에 대한 희토류 의존도를 낮추고, 다각화된 희토류 공급 구도를 구축하며, 군사용 등 주요 산업의 확장을 보호하려는 동기에서 비롯된다.

프랑스와 일본이 프랑스 라크에 공동 설립한 희토류 재활용 공장은 가동 시 연간 경희토류 800메트릭톤, 중희토류 600메트릭톤을 생산할 예정이며, 이는 전 세계 생산량의 약 15%를 차지한다. 이 생산량은 일본의 미래 디스프로슘 및 터븀 수요의 약 20%를 충족할 것이다.

희토류 재활용 기술은 계속 발전하여 전통적인 습식 제련에서 더 효율적이고 환경 친화적인 방법으로 진화하고 있다. EU의 "나노 액적 에멀전 분리" 기술은 수백 번의 정제 단계만 필요로 하며 95%의 선택성을 달성한다. 영국과 독일의 협력 프로젝트인 HyProMag는 수소 처리 기술을 사용하여 전자 폐기물에서 NdFeB 자석을 순도 99% 이상으로 회수한다. 한편, 희토류 재활용을 위한 산업 협력 모델도 혁신되고 있다.

Cyclic과 VAC의 협력은 "생산-재활용-재생산"의 폐쇄 루프 모델을 구축했다. 이 파트너십은 스크랩 처리 문제를 해결할 뿐만 아니라 새로운 자석 생산을 위한 안정적인 원자재 공급원을 제공하여 전체 공급망의 위험을 줄인다. 제너럴 모터스(GM)와 같은 자동차 제조업체 등 최종 사용자의 희토류 자석에 대한 지속 가능한 조달 요구는 재활용 산업의 발전을 더욱 촉진했다. VAC의 섬터 공장은 향후 10년간 GM의 여러 전기차 모델에 자석을 우선 공급할 예정이며, 이러한 장기 협력은 재활용 산업의 수요 안정성을 보장한다.

현재 해외 희토류 재활용은 광석 채굴과 마찬가지로 기술 연구 및 탐색의 초기 단계에 머물러 있으며, 상업적 운영까지는 아직 많은 시간이 필요하다. 국제 정치 등 다양한 변수까지 더해져 희토류 재활용 산업은 멀고도 요원해 보일 수 있다. 그러나 전 세계 산업 기술이 계속 발전함에 따라 희토류 재활용은 점차 전진할 것이다.