플로리다의 인산염 광산은 희토류 원소의 중요한 원천이 될 수 있습니다

플로리다 주 폴크 카운티 – 화학 수업에서 기억할 수 있는 주기율표에는 기본 표 아래에 두 개의 추가 원소 행이 있었습니다. 맨 위에 추가된 행에는 희토류 원소, 즉 휴대폰, 평면 TV와 같은 일상 기술에 중요한 금속이 있습니다. 태양광 패널이나 전기 자동차와 같은 재생 에너지 기술에 대한 수요가 전 세계적으로 급증했습니다.

이트륨이나 스칸듐과 같은 이름을 가진 소위 "희토류" 금속은 실제로 그렇게 희귀한 것은 아닙니다. 대부분은 은, 금, 백금보다 더 풍부합니다. 이는 대규모 자연 매장이 아닌 작은 농도로 발견됩니다.

미국은 현재 희토류 원소의 80% 이상을 해외 공급업체로부터 수입하고 있습니다. 최근 연방 공급망 평가에서는 "외국 소스 및 적대 국가에 대한 과도한 의존"이 발견되었습니다. 바이든 행정부는 정책과 초당적 기반시설법을 통해 희토류를 포함해 청정에너지 전환에 필요한 필수 광물의 미국 공급을 추진해 왔습니다.

국내 자원을 확대하려는 이러한 노력 속에서 일부 연구자들은 비료 산업에 의해 100년 넘게 채굴된 플로리다의 인산염 매장지가 희토류 광물의 주요 공급원으로서 제2의 삶을 살 수 있다고 주장합니다.

레이크랜드에 있는 플로리다 산업 및 인산염 연구소(FIPR)의 채광 및 선광 연구 책임자인 Chunhong "Patrick" Zhang은 "우리는 플로리다에서 생산되는 많은 중요한 희토류 원소에 대한 미국 수요의 거의 50%를 충족시킬 수 있습니다"라고 말했습니다.

플로리다 폴리테크닉 대학(Florida Polytechnic University) 산하 플로리다 산업 및 인산염 연구소(Florida Industrial and Phosphate Research Institute)의 인산염 선광 및 채광 연구 책임자인 Patrick Zhang 박사가 연구소 연구실에서 희토류 광물이 포함된 용액을 보여줍니다.

그러나 누가 상당한 초기 비용을 조달할 것인지, 그리고 한 세기 동안 산업을 주도해 온 플로리다 지역 사회가 광물 공급으로 인해 이익을 얻을 것인지, 아니면 피해를 입을 것인지에 대한 큰 의문이 남아 있습니다.

15가지 희토류 원소는 원자량에 따라 '경량'과 '무거움'이라는 두 가지 범주로 나뉩니다. 미국의 다른 퇴적물에는 빛의 농도가 높은 반면, 플로리다에는 해안 지질 역사로 인해 중질의 농도가 높습니다.

소위 REE는 다른 금속보다 우수한 전도체와 자성을 띠므로 전자, 청정 기술, 국방 및 기타 기술에 특히 유용합니다.

누가 그들을 통제하는지에 대한 지정학적 우려가 커지고 있습니다. 미국의 수입품은 주로 중국에서 나오며, 현재 중국은 전 세계 공급량의 약 70%를 생산하고 있습니다.

인광석은 비교적 무르고 물에 잘 녹기 때문에 주변 금속과 쉽게 분리됩니다. 미국 인산염 매장지에 대한 국가적 평가에서 미국 지질조사국(USGS)의 연구 지질학자인 Poul Emsbo와 그의 팀은 미국에서 "알려진 어떤 자원과 같거나 더 큰" 희토류 농도를 발견했습니다. 연구팀은 또한 국내 인광 매장지의 희토류가 "쉽게 추출 가능"하고 기존 REE 광산보다 환경 문제가 적다는 사실을 발견했습니다.

연구원과 업계 전문가들은 미국의 인산염 매장량이 새로운 국내 공급망의 일부가 될 수 있다고 말했습니다. 인산염 침전물뿐만 아니라 인산 가공의 방사성 부산물인 인산석고에서도 상당한 수준의 REE가 발견됩니다. 산업 단체인 인산염 혁신 이니셔티브(Phosphate Innovation Initiative)에 따르면, 생산된 인산염 1톤당 인산석고 폐기물 5톤이 남습니다. 폐기물은 매립지 같은 산에 쌓여 환경에 위험을 초래합니다. 업계에서는 올해 플로리다 주의회에서 연구를 승인한 논란의 여지가 있는 도로 건설용 자재 재활용과 같은 대체 용도를 찾고 있습니다.

플로리다 중부의 "Bone Valley"에서 Zhang은 현재 플로리다 폴리테크닉 대학교(Florida Polytechnic University)에 본부를 두고 있는 FIPR 연구소에서 인산염과 인석고에서 희토류 원소를 추출할 수 있는 가능성을 연구하는 데 지난 10년을 보냈습니다. Zhang은 미국 에너지부가 자금을 지원한 인산염 슬러지로부터 REE 회수의 경제적, 기술적 타당성에 대한 그의 연구를 통해 광산 폐기물과 부산물이 "핵심 요소를 위한 실행 가능한 자원"임을 입증했다고 말했습니다.