희토류 소재 및 재활용 기술의 발전

희토류 연마재

산업 개요 및 소비

주로 산화세륨과 란탄-세륨 복합산화물로 구성된 희토류 연마재는 다양한 산업, 특히 스마트폰 커버 플레이트 연마에서 중추적인 역할을 담당하고 있습니다.2020년 중국의 이러한 소재 소비량은 해당 분야 주요 기업의 수요에 힘입어 약 30,000톤에 달했습니다.이러한 폴리싱 소재의 광범위한 사용은 최신 전자 기기에 요구되는 고품질 표준을 유지하는 데 매우 중요하다는 것을 나타냅니다.

그러나 업계는 특히 과잉 생산과 관련된 중대한 도전에 직면해 있습니다.중소기업의 이전으로 인해 이 문제가 더욱 악화되어 시장 환경이 분열되고 있습니다.이러한 이전은 종종 일관성 없는 생산 표준과 환경 압력의 증가로 이어져 수요와 공급의 역학 관계 관리를 더욱 복잡하게 만듭니다.

이러한 문제를 해결하려면 통합과 표준화에 초점을 맞춘 전략적 이니셔티브가 중요합니다.주요 플레이어 간의 협력을 촉진하고 첨단 생산 기술의 도입을 장려함으로써 업계는 보다 균형 잡히고 지속 가능한 성장 궤도를 달성할 수 있습니다.

코로나19와 5G의 시장 영향

코로나19 팬데믹은 전 세계 스마트폰 및 디스플레이 패널 시장에 큰 영향을 미쳐 공급망에 차질을 빚고 소비자 수요를 일시적으로 감소시켰습니다.그러나 중국의 빠른 회복세는 5G 스마트폰 판매량이 눈에 띄게 급증한 것이 특징입니다.이러한 시장의 부활은 희토류 연마 분말, 특히 5G 휴대폰 커버의 연마에 필수적인 산화세륨과 란탄-세륨 복합 산화물에 대한 수요를 크게 증가시킬 것으로 예상됩니다.

5G 기술로의 전환은 데이터 전송 속도를 향상시킬 뿐만 아니라 스마트폰 부품에 더욱 고급스럽고 내구성이 뛰어난 소재를 필요로 합니다.5G 휴대폰 커버의 연마 공정에는 더 높은 정밀도와 효율성이 요구되므로 희토류 연마 분말의 소비가 증가합니다.따라서 모바일 산업의 광범위한 기술 발전을 반영하여 이러한 소재에 대한 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

이러한 추세는 첨단 기술로의 전환을 지원하는 데 있어 희토류 소재의 중요한 역할을 강조하며, 글로벌 도전에 직면한 상황에서 지속적인 혁신과 공급망 회복력의 중요성을 강조합니다.

고순도 희토류 금속

국가별 수요와 활용 분야

희토류 금속에 대한 국내 수요는 2020년에 10만 톤을 넘어섰으며, 이는 다양한 첨단 산업에서 희토류 금속의 활용도가 크게 증가했음을 반영합니다.특히 고순도 희토류 금속은 광전자 디스플레이 소재 및 초자기 변형 소재와 같은 첨단 응용 분야에 없어서는 안 될 필수 요소입니다.이러한 소재는 스마트폰에서 의료용 영상 시스템에 이르기까지 다양한 기기의 성능과 효율성을 향상시키는 데 매우 중요합니다.

엄격한 순도 요건을 충족하기 위해 다양하고 정교한 정제 방법이 사용됩니다.초고순도 수준을 달성하기 위해 진공 증류 및 국부 용융과 같은 기술이 일반적으로 사용됩니다.예를 들어 진공 증류는 감압 상태에서 원소를 분리하는 방식으로 휘발성 불순물을 제거하는 데 도움이 됩니다.반면 국부 용융은 고체-액체 계면 내에서 불순물을 재분배하여 특정 영역에 불순물을 집중시킴으로써 남은 물질의 순도를 높입니다.

이러한 정제 방법은 희토류 금속의 품질을 유지하는 데 필수적일 뿐만 아니라 희토류가 사용되는 제품의 신뢰성과 수명을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.따라서 정제 기술의 지속적인 발전은 희토류 소재 분야의 성장과 혁신을 지속하는 데 있어 매우 중요한 역할을 합니다.

기술 개발

최근 희토류 금속 정제의 발전은 광전자 디스플레이 재료 및 초자기 변형 재료의 응용 분야에 필수적인 초고순도 수준을 달성해야 할 필요성에 의해 주도되고 있습니다.연구자들은 정제 공정의 효율성과 효과를 높이기 위해 여러 정제 기술을 통합하는 데 점점 더 집중하고 있습니다.

주목할 만한 접근 방식 중 하나는 진공 증류와 면적 용융 방법을 결합하는 것입니다.진공 증류는 휘발성 불순물을 제거할 수 있고, 면적 용융은 금속을 액체 상태에서 고체화하여 정제하는 데 도움이 됩니다.이 이중 방법 전략은 보다 철저한 정제 공정을 보장하여 순도가 높은 금속을 얻을 수 있도록 합니다.

또 다른 혁신적인 방법은 플라즈마 가열과 구역 용융을 통합하는 것입니다.고에너지 플라즈마를 사용하여 재료를 가열하는 플라즈마 가열은 비금속 내포물 및 기타 불순물을 쉽게 제거할 수 있습니다.구역 용융과 결합하면 이 방법은 더 순수한 형태로 응고되는 움직이는 용융 구역을 생성하여 금속을 더욱 정제합니다.

이러한 기술 개발은 희토류 금속의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 보다 지속 가능하고 효율적인 생산 공정을 위한 기반을 마련하고 있습니다.다양한 정제 방법의 통합은 다양한 첨단 산업에서 고순도 희토류 금속에 대한 수요 증가를 충족하는 데 있어 중요한 진전을 의미합니다.

희토류 신소재 재활용 기술

전략적 중요성 및 환경 영향

희토류 원소(REE)는 현대 기술에 필수적인 요소일 뿐만 아니라 중요한 전략적 자원이기도 합니다.이러한 원소는 군사 장비부터 재생 에너지 시스템에 이르기까지 다양한 첨단 기술 분야에 필수적입니다.그러나 REE의 추출과 처리에는 상당한 환경 비용이 수반됩니다.채굴 및 정제 과정은 종종 심각한 토지 황폐화, 수질 오염, 대기 오염으로 이어집니다.예를 들어, 채굴 작업에서 발생하는 폐암석과 광미의 처리는 지역 수원을 오염시켜 인간의 건강과 생태계 모두에 장기적인 위험을 초래할 수 있습니다.

재활용 강화는 이러한 환경적 영향을 완화하기 위한 중요한 해결책으로 떠오르고 있습니다.수명이 다한 제품과 산업 폐기물에서 REE를 회수함으로써 재활용은 새로운 채굴의 필요성을 줄일 뿐만 아니라 관련 환경 발자국도 최소화할 수 있습니다.전 세계적으로 몇 가지 혁신적인 재활용 방법이 개발 및 시행되고 있습니다.이러한 방법에는 전자 폐기물, 자석, 촉매, 광학 재료에서 REE를 회수하는 방법이 포함됩니다.이러한 각 접근 방식은 특정 유형의 폐기물을 처리하기 위해 맞춤화되어 있어 효율적이고 효과적으로 REE를 회수할 수 있습니다.

또한, REE를 재활용하면 공급과 관련된 지정학적 문제를 해결하는 데도 도움이 될 수 있습니다.많은 REE가 소수의 국가에 집중되어 있어 공급망의 취약성을 초래합니다.재활용을 촉진함으로써 각국은 해외 자원에 대한 의존도를 낮추고 전략적 자율성을 강화할 수 있습니다.환경 보존과 전략적 자원 자립이라는 두 가지 이점은 첨단 재활용 기술에 대한 투자의 중요성을 강조합니다.

재활용 방법 및 응용 분야

다양한 유형의 폐기물에서 희토류 원소를 회수하기 위해 다양한 재활용 방법이 사용되며, 각 재활용 방법은 특정 물질을 대상으로 하고 효율성을 극대화하는 것을 목표로 합니다.이러한 방법에는 다음이 포함됩니다:

• 산업 폐기물에서 회수:이 공정은 버려진 기계 및 전자 부품과 같이 산업 운영에서 발생하는 폐기물에서 희토류 원소를 추출하는 과정입니다.복잡한 혼합물에서 원소를 분리하고 정제하기 위해 고급 분리 기술이 사용됩니다.

• 자성 물질 회수:네오디뮴이나 디스프로슘과 같은 희토류 원소가 포함된 자성 물질은 특수한 자기 분리 기술을 통해 회수됩니다.이러한 방법은 전기 자동차나 풍력 터빈에 사용되는 자석을 재활용하는 데 특히 효과적입니다.

• 촉매 물질 회수:차량의 촉매 컨버터에는 귀금속과 희토류 금속이 포함되어 있습니다.이러한 소재를 재활용하려면 금속을 추출하고 정제하는 화학 공정을 거쳐 새로운 촉매 컨버터에 재사용할 수 있습니다.

• 광학 기능성 소재 재활용:렌즈와 스크린과 같은 광학 장치는 고유한 광학 특성 때문에 희토류 원소를 사용하는 경우가 많습니다.이러한 소재를 재활용하려면 광학적 특성을 저하시키지 않고 원소를 회수하기 위한 정밀한 화학적 및 물리적 공정이 필요합니다.

• 수소 저장 물질 재활용:희토류 기반 합금과 같이 수소 저장에 사용되는 재료는 열 및 화학적 처리를 통해 재활용됩니다.이러한 프로세스를 통해 새로운 수소 저장 시스템에 재사용할 수 있는 고가의 희토류 원소를 회수할 수 있습니다.

이러한 각 방법은 특정 유형의 폐기물을 처리하고 맞춤형 기술을 사용하여 희토류 원소를 효율적으로 회수함으로써 환경 지속 가능성과 자원 보존 모두에 기여합니다.

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