Update2025.05.19 (월)
텅스텐 자원 독립, 업사이클링으로 달성
“원료소재 독립은 곧 제품 가격 및 품질 경쟁력 향상으로 이어집니다. 특히 원료의존도가 높은 국내 초경산업에 있어 텅스텐의 재활용을 넘어 가치를 부여하는 업사이클링(Up-Cycling)을 달성해야 세계에서 경쟁을 할 수 있습니다.”
피재환 세라믹기술원 박사는 초경스크랩에서 텅스텐 카바이드(WC)를 얻어내는 재자원화가 단순한 재활용(Recycling)이 아닌 업사이클링(고품질 원료 수급)이 돼야한다고 강조했다.
스크랩에서 공정을 거쳐 얻어내는 이른바 재생 WC는 생산원가 절감 차원에서 새 WC와 섞어서 초경공구 제작에 쓰이고 있다. 이를 재활용이라고 한다면 피 박사는 이에 더 나아가 100% 고품질 재생분말로 기존보다 물성이 뛰어난 초경공구를 제작하는 연구를 진행하고 있고 ‘텅스텐자원 업사이클링(Up-Cycling)을 통한 초경산업생태계 구축사업’을 통해 상용화 가능성을 타진하고 있다.
이 사업은 강원테크노파크 신소재클러스터사업단이 주관기관을 맡아 일진다이아몬드(주), (주)세원하드페이싱, 한국세라믹기술원, 강릉원주대학교 등 산학연이 2013년 8월부터 2015년 4월까지 총 41억4,600만원의 예산을 투입해 추진한 사업이다.
이들은 ‘초경스크랩 분해→APT→WO₃→W/WC→용사코팅’으로 이어지는 초경스크랩 재자원화 각 연결고리를 맡아 고순도화, 공정개선을 통한 저가화, 부산물 활용 등을 통해 초경공구에 쓰이고 있는 WC 보다 저렴하면서 품질은 높은 재생 WC분말 생산을 연구했다. 초경스크랩 재자원화를 통한 재생 WC의 가격은 현재 유통중인 WC의 78% 수준으로 맞추는 것을 목표로 하고 있다. 또한 상용화와 연계해 연 1,100톤 규모의 초경스크랩 처리시설을 구축, 연간 87억원의 이익을 발생시켜 투자금을 회수한다는 계획도 세웠다.
피 박사는 “100% 재생분말로 초경공구를 만드는 것은 세계 최초”라며 “이온교환수지법을 통해 가능성을 확인했고 추후 사업을 통해 상용화를 달성할 계획”이라고 밝혔다.
이와같은 텅스텐자원 업사이클링이 필요한 이유는 텅스텐 원료를 중국이 쥐고 있는데다 초경산업 경쟁이 치열해지고 있기 때문이다. 2012년 기준으로 전세계 텅스텐 생산량은 9만3,536톤으로 이중 중국의 생산량은 전체 86%에 달하는 8만1,100톤에 달하고 있다. 세계적인 텅스텐 매장량을 자랑하던 우리나라의 상동광산이 중국산 가격경쟁력에 밀려 생산을 중단한 것처럼 호주, 프랑스, 미국, 일본 등도 텅스텐 생산을 중단하면서 중국산 독점이 심화되고 있다.
2017년 이내 가격급등 우려, 지금이 투자 적기
테스트베드 구축·인력양성·해외유출 방지 정책 절실
게다가 중국은 쿼터제를 통해 수출량을 조절하고 있으며 자국의 큰 내수시장 수요와 자원비축 등으로 오히려 스크랩 등 수입량을 늘리고 있다. 또한 중국기업들이 절삭가공 고속화에 따라 기존 표준 고속도강을 초경합금 공구로 대체하면서 중국 초경공구기업들이 후발주자로 나서고 있다.
피 박사는 “현재 초경산업에서 가격경쟁이 심화돼 수익성이 떨어지고 있는 상황에서 원료가격 상승은 수입에 전적으로 의존하고 있는 우리 초경산업계에 큰 타격”이라며 “경기 사이클에 따라 5년 주기로 텅스텐 가격이 급등했음을 감안하면 내년이나 내후년쯤 가격 상승이 예상되기 때문에 미리 준비에 나서야 한다”고 제언했다.
이에 피 박사는 텅스텐 재자원화와 업사이클링을 실제로 해보고 연구할 수 있는 테스트베드 구축이 제일 시급하다고 강조했다. 국내 초경공구 기업들은 입자제어가 필요한 WC를 생산할 수 없어 사다 쓰고 있으며 재활용 시설도 없기 때문에 재생분말도 비싸게 수입해 쓰는 실정이다. 피 박사는 “희소금속 중에서 현재 텅스텐만큼 전후방산업에 파급효과가 큰 소재는 없다”며 “산업계의 수요가 큰 만큼 정부와 관련 연구기관이 관심을 가져줬으면 한다”고 밝혔다.
이밖에도 텅스텐 관련 전문인력을 양성할 수 있는 기반 구축도 필요하다고 강조했다. 국내 텅스텐 광산이 문을 닫으면서 텅스텐을 전문적으로 연구하는 인력도 손에 꼽을 정도가 됐다. 피 박사는 “초경산업계에서는 금속재료 관련 전공자를 뽑아 재교육시켜 현장에 투입하는 상황”이라며 “R&D도 비 전공자가 추진하고 품질관리에 집중하는데 그치고 있어 향후 초경공구 수요에 대응하기 위해 기업의 통 큰 투자가 요구되는 시점”이라고 말했다.
이밖에도 초경스크랩의 무분별한 해외유출방지 및 재활용 활성화가 정책적으로 지속 추진돼야 한다고 강조했다. 초경스크랩을 전량 재활용하면 연간 필요한 텅스텐의 30%를 수입대체할 수 있다. 피 박사는 “초경산업은 수출산업이자 고용창출 효과가 큰 산업”이라며 “세계적인 수준의 국내 초경공구기업들이 지속 발전해 제조업 경쟁력 향상에 기여하도록 소재 국산화 지원에 관심을 가져야 한다”고 밝혔다.
