폐 하드디스크 자석에서 네오디뮴을 되찾는다 — 유럽 NEO-CYCLE 프로젝트
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독일 프라운호퍼 IKTS와 프라이베르크 공대가 참여하는 유럽 NEO-CYCLE 프로젝트가 폐자석에서 네오디뮴 같은 희토류를 회수하는 공정을 개발 중이다. 전기차·풍력발전기에 쓰이는 네오디뮴 자석을 대상으로 고체 염소화와 전기화학 방식 두 가지를 시험하고 있다. 회수한 원료는 화학·제약과 수소 경제, 비료 산업 등 네 분야에 공급하는 것을 목표로 한다.
독일 프라운호퍼 세라믹기술·시스템연구소(IKTS)와 프로젝트 파트너인 프라이베르크 공과대학 등이 폐자석에서 희토류를 회수하는 기술을 개발하고 있다. 유럽연합 호라이즌 유럽 프로그램이 지원하는 NEO-CYCLE 프로젝트로, 23개 기관이 참여한다. 기간은 4년이며 시범 설비 구축이 결과물 가운데 하나로 예정돼 있다. 대상은 폐PC·노트북에서 나오는 하드디스크드라이브(HDD) 속 네오디뮴 자석이다.
연구진이 시험하는 방식은 두 가지다. 하나는 프라이베르크 공대가 맡은 고체 염소화로, 통상의 염산 대신 염화암모늄을 네오디뮴·붕소·철 혼합물에 넣고 열처리해 금속 염화물과 고순도 암모니아 용액으로 바꾼다. 이미 특허를 받아 형광램프에 쓰이고 있는 방법을 자석에 적용할 수 있는지 확인하는 단계다. 연구진은 비교적 적은 화학물질로 금속을 거의 전량 추출했다고 밝혔다. 다른 하나는 분쇄한 자석 폐기물을 전기화학 셀에 넣고 묽은 황산 같은 전해질을 반응 매체로 쓰는 방식으로, 먼저 붕소 용액을 뽑아낸 뒤 농축한다. 이후 IKTS가 선택적 습식제련 공정으로 네오디뮴과 철을 분리해 순수한 금속염을 얻는다.
배경에는 공급망 문제가 있다. 원문에 따르면 네오디뮴의 90%가 중국에서 가공되며, 유럽에서 수거된 자석도 현재는 재처리를 위해 중국으로 보내진다. 새 자석에 재사용하려면 매우 높은 순도가 필요하다는 점이 제약이다. 프라운호퍼는 네오디뮴·철·붕소 자석을 세계에서 가장 강한 영구자석의 하나로 꼽으며, 전기차와 풍력발전기, 스피커·스마트폰·하드디스크 같은 전자제품에 쓰인다고 설명한다. 영구자석 수요는 연 8.3%까지 늘어날 것이라는 추정이 제시됐다.
IKTS 습식제련 재활용·원료화학 그룹을 이끄는 산드라 파본 박사는 "수명이 끝난 제품에서 시작해, 마지막에는 네 가지 산업에 값어치 있는 재생 원료를 공급할 수 있다"고 정리했다. 전기차 구동모터의 핵심 소재를 유럽 안에서 돌려쓰는 경로를 만드는 시도이며, 현재는 연구·실증 단계다.
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