▲ 라제쉬박사와 이진영박사.

첨단산업에서의 활용도가 매우 크지만 적은 매장량과 비싼 가격을 가진 백금의 재활용 분야의 난제가 풀렸다. 향후 백금족 원료소재의 안정적으로 확보로 우리나라 산업 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.

한국지질자원연구원(원장 김규한, KIGAM, 이하 지질자원연) DMR 융합연구단 전략광물활용기술연구팀 라제쉬 쿠마 박사와 이진영 박사가 백금족 금속 재활용에 있어 제일 어려운 과제였던 백금과 로듐의 분리 추출을 손쉽게 해결할 수 있는 현상을 세계 최초로 규명했다.

희소금속인 백금족 금속은 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt)의 6종류로 첨단산업에서 활용도가 높고, 대체금속을 찾기 어려워 다이아몬드를 제외하고 가장 가격이 비싼 금속들이기도 하다.

최근 백금족 금속의 가장 큰 용도는 자동차 배기가스 정화 촉매제나 연료전지 전극재료이다. 또한 치과용 재료 등 의료용 소재로도 많이 활용되며, 백금-로듐합금은 높은 부식 내성을 갖고 있어 LCD 유리 제조 등 전기 전자 응용부품으로도 사용된다.

백금족 금속은 전 세계적으로도 생산량이 적기 때문에 많은 양이 사용 후 재활용되고 있다. 특히 우리나라처럼 백금족 금속 수요량 대부분을 수입하고 있는 형편에서는 재활용이 필수적이다.

그러나 백금족 금속을 재활용하는 백금족 회수 과정에서 제일 어렵고, 많은 비용과 시간이 들어가는 일이 백금과 로듐을 분리하는 과정이다. 백금과 로듐이 원자반경이 유사해 추출제를 사용해도 잘 분리되지 않기 때문이다.

연구진은 백금과 로듐을 분리 추출할 때 크라운 에테르(Crown Ethers) 화합물과 아민계 추출제를 조합한 추출방법을 활용하면 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

이 추출방법을 활용하면 크라운 에테르 화합물만을 단독 사용했을 때보다 백금과 로듐이 분리되는 정도가 3배 이상 높아져 고순도화 과정을 단축할 수 있다.

연구진은 이와 같은 상승효과(Synergistic Effects) 현상을 밝혀내고, 이 현상이 일어나는 이유가 아민계 추출제가 로듐이 백금과 함께 추출되는 경향을 현저히 낮추기 때문이라는 사실도 세계 최초로 규명했다.

한국지질자원연구원 김규한 원장은 “중요한 전략자원인 백금족 금속의 재활용 기술 개발로 친환경적이고 안정적인 원자재 확보가 가능해질 것”이라며, “라제쉬 쿠마 박사와 같은 우수한 해외인재 채용을 통해 연구의 다양성과 국제화를 추구할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 세계적인 학술지인 사이언티픽 리포츠誌 온라인판 6월 10일(영국시간)자에 ‘Macrocyclic compounds enhanced the separation possibilities of precious metals: Synergistic extraction approach’(IF=5.078)라는 제목으로 소개됐다. 라제쉬 쿠마 박사가 제1저자로 이름을 올렸고, 이진영 박사는 교신저자로 참여했다.

한편, 이번 연구결과는 환경부 ‘글로벌탑 환경기술개발 사업’ 중 폐금속유용자원재활용 기술개발 사업단(단장 조봉규)의 지원으로 수행한 연구사업(과제명: 탈질 및 자동차 폐촉매로부터 유가금속 회수 상용화기술 개발)을 통해 이뤄졌다.