기계산업과 희소금속 (2)

기계산업과 희소금속 (2)

기계산업에 쓰이는 주요 희소금속 국내 산업 현황


   - 공작기계, 절삭공구, 금형재, 차 부품에
      필수적인 금속들

자원 매장량이 한정돼 있고 그 매장도 일정 지역에 편중되어 있어 수급의 불균형이 큰데도 수요가 늘고 있는 희소금속은 그것의 확보부터가 비상이다.
기계산업에 있어서도 기계 구조용으로, 모터 같은 부품으로, 절삭공구로 현재까지 쓰임새가 크거나 향후에도 사용이 확대할 것이 분명해진 만큼 희소금속의 확보와 관리, 저감기술 같은 기술개발이 절실해 졌다.
기계산업에서 희소금속의 쓰임새가 많지만, 대개 이것이 어디에 어느만큼 쓰이는지는 관심이 적다. 공급이 한정되어 있다는 생각을 배제했기 때문일텐데, 최근 ‘자원 무기화’라는 이슈를 좀 자세히 들여다보면 희소금속을 확보하는 문제, 그리고 이를 덜 쓰는 저감기술이나 대체소재기술 개발이 왜 필요한지 수긍하게 된다.
현재 자원 보유국들은 자국 전방산업의 보호를 내세워 유출을 억제하는 정책을 펴고, 원소재를 제련하여 중간제품으로 수출해 부가가치를 높이면서 가격을 올리는 등 ‘공급자 마음대로’의 정책을 구사하고 있다. 원소재의 수입과 확보, 제련이나 정련이라는 생산기술, 그리고 이를 소재화하는 기술, 재활용 기술개발이 절실한 시점이다.




텅스텐(W)

초경공구산업에서 80% 쓰여


수요는 금액으로 약 2.4억 달러(2007년), 물량으로는 6천톤(20007년 텅스텐기준)으로 추정한다. 이 중 공구용이 80%를 차지했고, 필라멘트용, 전기전자산업용 순이었으며 금형 소재로도 쓰인다. 공구용 수요는 초경공구와 공구강 공구로 원소재가 중국에서 100% 전량 수입됐다. <한국야금>, <대구텍>, <일진다이아몬드>, <와이지원> 등 약 260여개의 소재가공업체가 국내에 분포한다.
공급형태는 산화텅스텐, 페로텅스텐, 텅스텐, 탄화텅스텐, 중간재 및 최종제품 형태로 유입되며 원소재는 전량 수입(중국)에 의존한다. 광석은 전체 보유의 61%, 전체 공급(2007년)의 87%를 중국 등이 차지했으며, 자원수명은 현재 기준으로 32.7년이 예상되나 전방산업의 성장을 고려할 때 조기고갈의 위험이 있어 장기 공급 안정성이 불투명한 상태다.
절삭공구로 쓰이는 원료 텅스텐은 중간제품인 텅스텐 분말에서 최종제품인 WC로, 이것이 다시 WC-Co 성형체로 제조되어 절삭공구와 금형을 만든다. 절삭공구나 금형 제작에 쓰이는 텅스텐의 활용방법이 또 있는데, 텅스텐 원료로 페로텅스텐 중간제품을 만들고, 이를 공구강이라는 최종제품으로 제조하여 공구와 금형, 마모저항 응용제품에 활용하는 방식이다. 
국내 텅스텐 응용산업의 문제점은 높은 텅스텐 자원의 지역편중과 자원보유 국가들이 자국 전방산업육성을 이유로 유출억제 정책을 펴 공급이 위축되어 있다는 점이다. 전량을 중국에서 들여오는 수입 텅스텐은 중국이 자동차, 기계산업용 공구의 국산화 및 텅스텐 국가관리 정책으로 자원개발/유출을 억제함으로써 어려움을 겪고 있다.
중국은 텅스텐 자원의 최대 보유국이자 생산국이지만 해외 자원확보에 집중하고 있다. 중국은 또 주요 수요산업인 공구산업이 지속적 성장세(수요 팽창)를 나타내 이 산업의 육성을 이유로 텅스텐 수출을 억제하고 있다.
글로벌 공구시장의 확대도 문제다. 2005년 505억 달러 시장이었던 세계 공구시장은 2015년 827억 달러를 예상함으로써 원료 확보에도 차질을 예상하고 있다. 수요-공급의 불균형과 공급국가와 수요국가의 전략 소재화가 심화하는 형세다. 따라서 비축확대와 자립의 위한 수요국가의 경쟁이 치열한데, 일본은 텅스텐을 7대 전략원소로 지정했다.
가격도 최근 5년 사이 큰 폭으로 올랐다. 2004년 66달러/mtu(3산화 텅스텐의 톤 단위)였던 것이 2008년 241달러/mtu가 됐다. 비싼 가격 때문에 주요 공구생산 국가는 이미 원소재 공급원을 기존 자연자원의 공급원 다변화와 재활용분야로 전환했다.
미국의 경우 2000년 텅스텐 공급의 46%가 스크랩을 재활용하는 추세며, 일본 역시 텅스텐 산업 재활용률을 현 32%에서 45%로 증가시키기 위해 연구개발에 투자하고 있다. 중국도 초경 스크랩을 재활용하여 연간 3,000톤의 탄화텅스텐을 회수한다. 한국은 연간 1,200톤의 스크랩이 국외로 반출된다.
국내 주요 수요산업인 절삭공구 산업은 극단적 이원화 양상을 나타내고 있다. 국내 절삭공구산업은 자산규모 30억 미만이 71.4%를 차지하는 것이다.


스크랩 활용하는 순환기술 개발로 절감할 수 있게


첫째, 전략 희유금속 원소 선정 및 원소 자립을 위한 공급안정화가 필요하다. 때문에 강원도 영월의 상동광산이 재평가되고 있다. 상동광산은 600억 달러의 경제적 가치, 6,800만톤 매장량을 추산하고 있다. 또 북한 광산개발도 전략적으로 검토해야 한다. 만년광산 등의 자원개발을 통해 남북 텅스텐 파이프라인 구축을 고려할 수 있다. 한편 비축량의 확대 및 산업구조를 고려한 실효성 높은 방출 전략을 세워야 할 것으로 보고 있다.
둘째, 스크랩의 재활용 산업육성을 통해 국내에서의 순환 루프를 구축해야 한다. 연간 1,200톤 스크랩 국외반출을 국내 순환산업육성을 통해 반출을 억제하는 것이다. 이를 위해 스크랩 유출억제를 위한 관세정책 및 국내유통 활성화가 필요하다. 순환산업 활동을 장려하는 각종 정책 및 연구개발/사업화 지원도 있어야 한다.
셋째, 저감·대체소재 개발 및 산업기술에 대한 집중적 연구개발 투자가 이루어져야 한다. 환경비용을 고려한 청정 제련, 순환기술 개발을 말한다. 아울러 정형성형기술, 공구디자인과 코팅기술 등 재료 사용량 감소와 수명연장을 통한 저감기술을 개발해야 하며, 부분 혹은 전면대체 소재 및 공구화 기술 개발도 이루어져야 한다.

코발트(Co)

절삭공구에 45%, 이차전지에 45%


코발트의 2007년 수요는 금액으로 약 3.2억 달러, 물량으로 5,700톤으로 추정한다. 수요의 45%가 절삭공구 제조용으로, 역시 45%가 이차전지 제조용으로 쓰였으며, 원유의 탈황 촉매소재로도 사용됐다.
절삭공구용 수요는 초경공구 및 공구강 공구의 재료로서 원소재가 전량 수입된다. 초경공구와 절삭공구용 코발트는 중간제품인 수산화코발트나 코발트 스크랩을 수입하거나 최종제품인 코발트 분말, 또는 코발트 금속을 수입하여 활용하는 방식이다. 이차전지용 수요는 산화코발트 및 수산화코발트가 대부분이며, 이 원소재는 중국에서 100% 전량 수입된다.
국내 관련업체는 <한국야금>, <대구텍>, <삼성SDI>, <한국유미코아>, <삼성정밀화학>, <창성> 등 절삭공구 및 이차전지 제조업체들이며 국내 코발트 정련업체는 <메탈화학>이 유일하다.
코발트가 국내에 공급되는 형태는 코발트 정광, 산화코발트, 수산화코발트 및 최종제품 형태로 유입되며 원소재는 일본, 벨기에, 중국 등에서 전량 수입에 의존한다. 이 광석은 전체 매장량의 50%가 콩고에 있으며, 전체 공급의 대부분을 콩고, 벨기에 및 중국 등이 차지하고 있다.
코발트 역시 공급이 위축되어 있는 희소금속이다. 지역편중성이 심하고, 자원을 보유한 국가의 유출억제 정책 때문이다. 전체 매장량의 절반을 차지하는 콩고는 광석 상태의 자원수출 억제정책을 펴고 있고, 중국은 광석 수입·처리에서 콩고 정책변화에 의해 중간재 수입으로 변환했으며, 외국 광산개발에 열을 올리고 있다.
공급이 위축되어 있는데도 불구하고 주요 수요산업인 공구산업 및 이차전지 산업의 지속적 성장세로 수요는 팽창하고 있다. 글로벌 공구시장은 2005년 505억 달러에서 2015년 827억 달러로 확대할 것으로 예상되고, 세계 이차전지 시장도 2007년 80억 달러에서 2015년 200억 달러가 될 것으로 전망되면서 수요-공급의 불균형과 공급국가와 수요국가의 전략 소재화가 가속화할 것으로 보인다.
코발트도 텅스텐과 마찬가지로 비축확대와 자립의 위한 수요국가의 경쟁이 치열하여 일본은 7대 전략원소로 지정해 놓고 있다. 가격도 많이 올라 2005년 23달러/kg였던 것이 3년 후 두 배 가량 올라 2008년에는 45달러/kg를 기록했다.
따라서 주요 공구생산 국가는 이미 원소재 공급원을 기존 자연자원의 공급원 다변화와 재활용분야로 전환했는데, 미국은 이미 2000년에 코발트 공급의 22%가 스크랩을 재활용했다. 일본도 사용연한 Li-Co 이차전지의 재활용을 위해 고순도 회수기술 연구개발에 투자하고 있다. 하지만 한국은 이차전지 및 절삭공구 중의 코발트 회수 기술이 전무한 형편이다.

초경합금의 바인더 소재 대체기술 개발 필요


코발트 역시 텅스텐과 같이 전략 희유금속 원소 선정 및 원소 자립을 위한 공급의 안정화 대책이 필요하다. 비축량을 확대해야 하고 산업구조를 고려한 실효성 높은 방출 전략을 세워야 한다. 스크랩의 고순도 회수 기술 개발 및 재활용 산업도 육성해야 하는데, 이는 순환산업 활동을 장려하는 각종 정책 및 연구개발/사업화 지원을 통해 이루어질 수 있을 것으로 보인다.
재료의 저감, 대체소재 개발 및 산업기술에 대한 집중적 연구개발 투자도 이루어져야 한다. Li-Co 이차전지의 Co 회수를 위한 고순도 정련 회수 기술개발과 환경비용을 고려한 청정 제련, 순환기술 개발, 그리고 초경합금의 바인더 소재(Co)의 부분, 전면대체 소재 및 공구화 기술 개발 등이 필요하다.

니오븀 (Nb)

드릴·바이트 등 초경공구산업에 70%


수요는 2007년 기준으로 약 5,800만 달러, 3천9백톤으로 추정한다. 이 중 공구용이 70%를 차지했으며 고굴절 광학렌즈, IT산업용, 철강산업용 등에도 쓰였다.
공구용으로 사용되는 니오븀은 중간제품 화합물인 NbC의 형태로 주로 사용되어 드릴이나 바이트 같은 초경공구에 응용된다. NbC는 중국 및 호주에서 100% 수입된다. 니오븀의 또 한 가지 중간제품인 페로니오븀은 특수강이나 합금강으로 제품화하여 HSLA강, 공구강에 응용된다.
니오븀은 또 고굴절 광학렌즈 및 저분산 유리첨가제로 사용하는데 그 사용량이 증가 추세다. IT산업에서는 니오븀이 탄탈륨과 함께 고용량 커패시터용, 중간주파증폭회로용 필터로 사용된다. 철강산업에서 니오븀은 페로알로이 형태로 그 사용이 주를 이룬다. 국내 관련 업체는 <대구텍>, <창원특수강>, <포스코> 등의 철강산업 및 전자·소재 산업체들이 있다.
공급방식은, 중간재 형태로는 산화니오븀, 탄화니오븀 및 고용량 커패시터 원료인 불화물의 형태로 대부분 유입되며, 일부 소재산업 분야에서 타겟 등의 완제품이 중국, 일본, 미국 등에서 전량 수입하여 쓰고 있다. 니오븀의 경우 페로합금용으로 광석이 수입의 주를 이룬다.
니오븀 역시 희소금속이 갖는 일반적인 특징과 문제점을 지닌다. 자원의 희귀성 및 지역편중성으로 자원 보유국가의 자국 전방산업육성과 연계한 유출억제 정책 등에 따른 공급위축과 같은 문제점이 있는 것이다.
중국은 기계산업용 공구 국산화 및 희유금속으로서 국가가 관리하며 자원개발, 유출 억제정책을 펴고 있고, 미국과 일본도 중간물질 및 완제품의 생산 확대 및 해외 자원확보에 집중하고 있다. 주요 수요산업인 공구산업의 지속적 성장세 때문에 자국 자원의 확보, 그리고 유출을 억제하는 것이다. 따라서 수요-공급의 불균형과 공급국가와 수요국가의 전략 소재화가 심화하고 있다.
니오븀 경우 다방면에 이용되고 있으나 Fe-Nb 형태로 철강첨가재로 쓰이는 것이 제일 많다. 미국의 경우 이러한 용도로 80%, 일본은 90% 이상이 쓰인다. 자원유효수명은 향후 200년. 하지만 희유금속에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있어 현재 사용량의 10배가 증가한다면 수명은 20년으로 한정될 수밖에 없는 상황이다. 대체할 재료가 필요해지는 것이다.
세계 수요량은 25,710톤으로 평균 가격은 톤당 40달러로 형성되어 있으며, 총 1,000억 달러의 세계시장 규모를 보이고 있다. 주요 IT 소재 생산국가는 이미 원소재 공급원을 확보하고 유출을 방지하고 있으며, 또한 소재산업은 공급원 다변화와 재활용분야로 전환하고 있다.
미국은 IT소재 커패씨터용 분말제조 기술과 재활용기술을 확보하는 한편, 고용량화로 원료의 사용량을 감소시키고 있다. 일본도 효율을 높여 원료의 사용량을 절감하고 있고 재활용기술을 개발해 가는 중이다. 중국은 중간소재를 전략적으로 확보하며 해외유출을 억제하고 있다.
니오븀도 전략 희유금속 원소로 선정하여 자립을 위한 공급안정화를 꾀할 필요가 있다. 희유산업 활성화를 위한 특화단지를 조성하여 자원 확보에 힘써야 하며 비축량의 확대 및 산업구조 고려한 실효성 높은 방출 전략을 세워야 한다.
스크랩의 재활용 산업을 육성해야 하며 이를 위해 순환 루프를 구축해야 한다. 한편으로는 스크랩 유출억제를 위한 관세정책 및 국내유통을 활성화해야 하고, 순환산업 활동을 장려하는 각종 정책 및 연구개발, 사업화를 지원할 필요가 있다. 소재사용의 저감기술, 대체소재 개발 및 산업기술에 대한 집중적 연구개발투자와 환경비용을 고려한 청정 제련, 순환기술 개발도 이루어져야 한다.

탄탈륨(Ta)

탄탈카바이드를 이용한 절삭공구 시장 확대로 수요 증가


2007년 수요는 약 1,120만 달러, 48.462톤으로 추정한다. IT 소재 커패시터용으로 55%, 초경공구 및 절삭공구용으로 30%, 광학용 및 내열내식용 등에 15% 정도 쓰인다.
IT산업에서는 모든 금속 중 가장 안정한 양극산화피막을 형성시킬 수 있는 특성으로 소형 커패시터의 양극소재로 널리 사용된다. 탄탈카바이드(TaC)를 이용하여 드릴과 바이트 등 절삭공구에 응용되며, 이 시장의 확대로 수요가 증가하고 있다. 또 항공기 가스터빈엔진, 회전날개 등에도 응용된다. 한편 내열재료 및 화학공정 장치에 사용이 매년 증가 추세다.
국내 관련업체는 <삼성전기> 및 <파츠닉> 등에서 커패시터용으로 응용하고, 이 밖에 <대구텍>, <창원특수강>, <일진금속> 등의 소재 및 응용 산업체가 주를 이루고 있다.
공급방식은 중간재인 산화탄탈륨 형태로 중간주파증폭회로용 필터니오븀, 탄화니오븀 저분산제, 탄탈카바이드로 초경공구용, 불화물 형태로는 고순도 탄탈륨 분말 제조에 이용되고 있으며 대부분 중국, 일본, 미국 등지에서 수입에 의존한다.
탄탈륨은 전략적 소재로 제조기술을 보유한 국가들이 외부 공개를 회피하는 금속이다. 반도체 및 정보통신분야를 비롯한 범국가적 주력산업인 IT 산업에서 필수 핵심부품소재로서 향후 소재 및 전자산업의 근간을 이룰 수 있는 고부가가치 창출형 국가 전략소재이기 때문이다.
미국, 일본, 독일 등은 커패시터용 분말제조기술을 보유하고 있으면서 대체재료도 개발 중이다. 중국은 후발 주자로 커패시터용 분말소재 뿐만 아니라 중간재의 고순도화 기술을 개발하고 있다. 
자원의 희귀성 및 지역편중성으로 자원보유 국가들은 자국 전방산업육성을 연계한 유출억제 정책을 편다. 중국은 자원 보유국으로 중간물질의 고품위화 및 희유금속 국가관리, 자원개발/유출 억제정책을 실행하고 있으며, 미국과 일본도 자국의 기술선진화로 완제품의 고품위화 및 해외 자원확보에 집중하고 있다.
자원유효수명은 70년으로 본다. 하지만 희유금속에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있어 현사용량의 5배만 증가해도 사용가능 연수가 14년으로 한정된다. 평균 가격은 320달러로 총 4.44억 달러의 시장규모 및 가격이 형성되어 있다.
주요 IT 소재 생산국가는 이미 원소재 공급원을 확보하고 유출을 방지하고 있으며, 소재산업 분야는 공급원 다변화와 재활용분야로 전환했다. 미국은 IT소재 커패씨터용 분말제조 기술 및 재활용기술을 확보한 가운데 고용량화로 원료의 사용량을 감소시키고 있다. 일본 역시 원료의 사용량 감소로 효율을 높이고, 재활용기술을 개발했으며, 중국은 중간소재의 전략적 확보 및 해외유출을 억제하고 있다.
원소 자립을 위한 공급안정화가 필요한 시점이며, 비축량을 확대하고 산업구조 고려한 실효성 높은 방출 전략을 구사해야 할 필요가 있다. 스크랩 재활용 산업육성, 저감, 대체소재 개발 및 산업기술에 대한 집중적 연구개발투자가 있어야 할 것으로 보고 있다.

네오디움(Nd)

로봇·자동차 모터용 영구자석에 90%가 쓰여


네오디움의 수요는 약 7.2억 달러, 6천톤으로 추정한다. 응용제품인 하이브리드 자동차용 모터, 산업용 로봇의 모터에 쓰이는 영구자석이 네오디움 잉곳으로부터 만들어진다. 국내 수요는 영구자석에 90%가 쓰인다. 앞으로는 고무자석에도 쓰일 것으로 전망되고, 페라이트 자석과의 복합화하면서 미래 자동차에 적용이 기대되기 때문에 그 수요가 급증할 것으로 예상한다. 전기전자산업에서 사용되는 소색제의 수요도 꾸준한 증가 추세다.
국내 관련 기업은 <대우중공업>, , <쌍용>, <자화전자> 등 약 10여개의 업체들이 있다. 이들 기업은 Nd계 영구자석의 연구를 시작했으나 IMF 사태 이후 기업과 정부의 연구투자 부족 및 전문연구인력 부족 등의 이유로 대부분 연구를 중단한 상태이고 자화전자만이 지속적인 연구개발에 투자하고 있고 있는 실정이다.
네오디움의 공급은 Nd잉곳, Nd합금분말, Nd산화물 등의 중간재가 중국으로부터 전량 수입되는 형태다. Nd계 영구자석과 같은 최종제품은 대부분 중국(저가품)과 일본(고가품)에서 수입에 의존한다. 광석은 전체 보유의 65%, 전체 공급의 90%를 중국 등이 차지한다.
자원수명은 현재 기준으로 30년 정도가 예상되나 하이브리드·전기자동차 개발 및 보급에 따라 조기 고갈의 위험이 있어 장기 공급 안정성은 극히 불투명하다.
대부분의 Nd 자원이 중국에 편중되어 있고 실제 전체 생산량의 90%를 중국이 차지하고 있는데, 중국은 자원무기화를 위해 원소재의 수출을 억제하고 있는 실정으로 공급이 위축돼 있는 것이 문제점이다. 주요 수요산업인 전기전자산업 및 자동차산업의 지속적 성장세로 인해 Nd의 수요는 앞으로 10~20년 후에 급증하여 수요가 팽창할 것으로 예상되면서 수요-공급의 불균형이 심화할 것으로 전망된다. 
공급국가와 수요국가들이 전략소재화할 것으로 보이며, 비축확대와 자립을 위한 수요국가의 경쟁도 치열할 전망이다. 일본에서는 Nd 대체 소개 개발을 추진하고 있고, 최근에는 스크랩 재활용 기술에 많은 투자가 이루어지는 추세다. 가격은 2008년 톤당 44달러로 이전에 비해 급등했다. 자원유효수명 현재 기준으로 30년.

재생가치 큰 특성을 살려야


우선 Nd 원소의 수입이 중국에 편중됨에 따라 중국 이외의 자원 탐사개발을 통한 공급의 안정화를 꾀할 필요가 있다.
다음으로 네오디움은 재생가치가 큰 특성이 있어 이를 활용하는 기술개발이 이루어져야 한다. 즉 Nd계 소재는 깨지기 쉽기 때문에 가공이나 취급 과정 동안에 일반적인 공정에서 발생되는 스크랩의 양보다 많은 양의 스크랩이 발생한다. 자석 스크랩이 무게 당 29%의 Nd를 함유하고 있지만 그 재생가치는 상당히 큰 것이다. 따라서 스크랩의 재활용 기술개발과 관련산업 육성을 통한 국내 순환루프를 구축해야 한다.
이 금속의 사용을 저감할 수 있는 기술, 또 대체할 수 있는 소재 개발을 통해 사용량을 줄이는 방법도 모색돼야 한다. 이를 위해 Nd계 영구자석 대체를 위한 신소재 개발과 Nd계 영구자석 성능향상을 통한 사용량 저감기술이 개발돼야 한다.

크롬(Cr)

철강용(스테인리스강)은 산업기기에, 금속 크롬은 용접봉으로


산업기기, 수송재, 용접봉, 터빈엔진에 쓰이는 크롬의 수요는 2007년 기준 약 5.2억 달러, 45만 5천톤으로 추정한다. 이 중 철강용(스테인리스강), 내화물용, 화학공업용 원료로 80% 이상이 쓰였다. 국내 생산이 전무하여 전량 수입에 의존하는데, 국내 관련 업체들은 <이화산업>, <신풍금속>, <다보금속>, <고려용접봉>, <포스코> 등이 수입 또는 소재가공을 한다.
공급방식은 크롬광석, 화합물, 페로크롬, 크롬금속, 중간재 및 최종제품 형태로 유입되며 원소재는 전량  남아공, 인도 등지에서 수입하는 형태다. 크롬은 세계 광석 생산량의 약 30% 물량만 교역되고 나머지는 자국에서 소비하여 공급이 달린다.
가격도 2003년보다 거의 4~5배 급등세를 보이며 강세가 유지될 것으로 전망하고 있다. 2007년 세계 광석 물동량의 약 75%는 남아공(38%), 카자흐스탄(19%), 인도(17%)가 점유했다. 최대 수요국은 중국. 2006년 중국 수입량은 세계 물동량의 약 2/3를 점유하여 주요 수요처로 급부상했다.
크롬 역시 자원의 지역편중과 자원보유국가의 유출억제 정책, 그리고 남아공의 제련품 형태 유출장려 정책에 의해 공급위축이 전망된다. 남아공은 광석이 아닌 제련품 형태의 유출 정책을 펴고 있어 수입 금액이 커지는 경향이 있다. 특히 스테인레스강 제조에 약 90%가 쓰이는 크롬의 중간제품인 페로크롬은 중국의 스테인리스강 수요와 직결되어 세계 물동량의 약 2/3 이상을 중국 내에서 소비하여 수요팽창이 일어나고 있다.
때문에 수요-공급의 불균형과 공급국가와 수요국가의 전략소재화가 가속화할 것으로 보인다. 비축확대와 자립의 위한 수요국가의 경쟁이 치열하며 일본은 7대 전략원소로 지정했다. 크롬광석 가격변동을 보면, 2003년 톤당 50달러에서 2007년에는 250달러로 올랐다.
국내에는 스페인리스강 및 철강용 원료인 페로크롬 제조시설이 전무하여 매년 페로크롬을 전량 수입하는데, 2007년 페로크롬 수입량은 3.9억 달러, 39만 6천톤으로 추정된다. 현재(2006년) 스크랩 및 폐기물 스테인리스강 회수에 의한 크롬 재활용은 27.5%로 추정되며 국내 주요 수요처는 스테인리스강 제조 원료로 대부분 사용한다.
크롬도 전략 희유금속 원소 선정 및 원소 자립을 위한 공급안정화 대책이 요구된다. 국내에서 원료공급 잠재력이 전무하여 안정적인 공급 시스템 구축이 필요한 것이다. 비축량을 확대하고 산업구조를 고려한 실효성 높은 방출 전략을 세워야 할 때다.
한편 스크랩 및 스테인리스강의 재활용 산업육성을 통한 국내 순환루프를 구축하는 방안도 검토해야 하는데, 2006년의 크롬 재활용율 27.5%를 넘어서도록 유도하면 크롬 수입량이 감소할 것으로 예상된다.

마그네슘(Mg)

자동차 경량화 추세, 경량 부품의 주역


자동차부품용에 36%, Al합금첨가제에 33%, 철강탈황제로 12%, 전기전자산업용으로 8% 가량 쓰인다.
자동차부품용은 스티어링휠 코어, 브라켓류, 키록 보디, 로암 등에서 주로 다이캐스팅용으로 응용되며, 전기전자산업용은 노트북 케이스, 휴대전화 케이스, 디지털카메라 케이스 등의 제조에 쓰인다. 국내 관련업체는 <포스코>, <창성>, <대한알루미늄공업>, <일진경금속>, <신창전기>, <보고엠에스>, 등 약 60여개의 소재가공업체들이 있다.
공급방식은 주로 마그네슘 괴와 AZ31 등 합금 형태로 수입하는데 순 마그네슘 괴는 주로 Al합금첨가제 및 철강탈황용으로 사용하며, 마그네슘 합금은 괴로 수입한 경우는 재용해하여 다이캐스팅 부품을 제조하고, 판재 등 가공품을 수입하여 전자, 전기부품 케이스 등으로 가공한다. 원소재는 거의 대부분을 중국에서 수입한다. 국내에서는 제련을 하지 않고, 이외 내화물용 산화마그네슘(약 18만톤)과 Mg(OH)2 등 화합물을 연간 약 20만톤 수입한다.
세계자원 매장량은 약 36억톤이며, 연간 생산량은 약 1,400만톤. 해수나 염수에서도 마그네슘을 추출할 수 있으므로 자원의 고갈 문제는 없다. 세계 마그네슘 금속 생산량은 약 60만톤이며 이중 80% 정도를 중국에서 생산한다.
문제는 국내에서는 전방산업인 마그네슘 제련을 하지 않아, 수입을 중국에 의존하고 있으며 가격 인상에 대한 대처방안이 없다는 데 있다. 국내 마그네슘 가공업체는 대부분 영세업체가 많아서 가격변동에 취약하다. 가격은 2004년 킬로그램당 2,500원이었던 것이 2007년 4,800원으로 올랐다.
마그네슘은 주요 수요산업인 자동차산업에서 경량화 추세를 이어가면서 수요도 지속될 것으로 전망된다. 한편으로 마그네슘 제련산업은 전력이 많이 소모되고, 공정 중에 염소가스가 발생하여 공해방지를 잘 해야 하는 장치산업이다.
2007년부터 포스코에서 연간 2,500톤 규모의 마그네슘 판재압연사업을 착수한 가운데 안정적인 원소재의 공급확보가 필요하다. 따라서 북한과의 경제협력을 통한 마그네슘 제련산업을 추진할 필요가 있다. 북한의 단천 지역은 약 7억 5천만톤의 마그네슘이 매장된 것으로 발표됐는데, 북한은 세계 2위의 마그네사이트 광석 보유국이므로 북한과의 경제협력시에는 자원확보 및 전방산업의 마그네슘 제련 추진이 용이할 것으로 예상된다.
마그네슘 스크랩의 재활용 산업도 육성해야 한다. 현재 연간 7,000톤 정도의 재활용 생산능력이 있는데, 재생 마그네슘 제조시의 에너지비용은 제련시 소요비용의 5~10% 정도가 소요돼 효율성이 크다.

망간(Mn)

베어링, 샤프트 제조가 알루미늄-망간합금으로


망간의 2007년 수요는 약 5천 5백만 달러, 52만톤(망간광석)으로 추정한다. 철강산업용에 90%가 쓰여 압도적이며, 이 밖에 건전지용, 요업용, 비철합금용으로 쓰인다.
제철·제강 시 망간은 탈황, 탈산제 및 합금의 물성 향상에 기여하고, 건전지용은 전해이산화망간이 사용되며 망간 소비량의 4~5%를 차지한다. 요업용은 탈색제(유리 초록빛 제거), 착색제(분홍, 보라, 흑색) 역할을 한다.
알루미늄을 기제로 한 알루미늄-망간합금은 포장, 열교환기, 극저온장비, 베어링, 샤프트, 항공, 우주산업 등에 사용한다. 국내 관련업체는 <동부한농화학>, <동일산업>, <포스코>, <현대종합금속> 등의 철강업체와 <로케트전기>, <벡셀>과 같은 건전지 제조용 연망간석 수입업체 등이 있다. 
공급형태는 망간광석 및 정광, 망간산화물, 이산화망간, 페로망간, 페로실리콘망간, 망간금속 등으로 유입되며 원소재는 호주, 남아공, 인도 및 가봉 등지에서 전량 수입에 의존한다. 광석은 확정 및 추정매장량으로 전체의 80%를 남아공이 차지한다. 주요 소비지역은 미국, 일본, 서유럽 순으로, 육지에 35억톤, 해저에 약 200억톤으로 부존량은 풍부한 자원에 속한다.
2007년 망간광 수요는 늘었으나 6대 주요 망간광산에서 생산량이 767만톤으로 전년 동기 1% 증산에 그쳐 공급이 위축됐다. 따라서 페로망간 생산량 감소하고 실리코망간의 가격이 상승했다. 또 저가의 광석으로부터 합금철을 제조하는 합금철 업체의 수익도 증대됐다. 원재료인 망간광석의 가격상승과 조강생산에 따른 전력상승으로 합금철 생산업체들의 생산차질이 예상되어 국제 합금철 가격은 상승할 전망이다.
망간의 자원유효수명은 매장량이 풍부하여 공급은 안정적이라 할 수 있다. 하지만 망간광석의 가격은 톤당 17달러(2008년 7월)로 같은 해 초와 비교하여 134.5% 급등했으며, 페로망간 및 실리콘망간 역시 같은 기간 각각 82.4%, 64.7% 급등한 톤당 310만원, 280만원이었다.
망간은 철, 알루미늄, 구리 다음으로 소비가 많은 금속이다. 따라서 비축량의 확대 및 산업구조를 고려한 실효성 높은 방출 전략을 세워야 할 때다. 스크랩의 재활용 산업을 육성하여 국내 순환루프를 구축해야 하는데, 연간 2,400톤이 폐전지로부터 발생하여 재활용 활성화가 필요한 것이다.

티타늄(Ti)

고장력강, 딥드로잉 강판, 밸브 제조에


일반산업, 항공산업, 방산 및 소비재로 쓰이는 티타늄은 2006년 약 40억 달러어치를 썼고, 물량으로는 10만톤으로 추정된다.
일반산업용으로 쓰인 티타늄의 국내 점유율은 49%. 일반산업용은 발전, 화학, 조선, 담수용 열교환기, 복수기, 압력용기 등의 제작에 사용되며, 국내 수요량은 압연/압출재 형태로 전량 수입에 의존한다. 항공산업용은 38%. 항공산업용은 군사·민수용 항공기 엔진 및 동체 등에 사용되며, 국내 시장은 항공산업이 발달하지 않아 크지 않다. 방산·소비재용으로 쓰인 티타늄은 13%. 방산용은 장갑재, 무기, 잠수함 등으로 사용되며 소비재는 의료, 스포츠, 장식 등으로 사용된다.
국내는 , <한텍>, <풍산발리녹스>, , <현대티타늄>과 같은 소재가공업체가 발달하여 세계 7위의 소재 소비를 보이고 있다.
공급방식은 스폰지 및 압연·압출재 형태로 유입되며 국내 수요 전량을 수입에 의존한다. 광석은 호주, 모잠비크, 남아공 등 전세계에 분포되어 있으며 매장량도 풍부하고 가격도 낮은 편이다. 광석을 제련하여 스폰지를 제조하는 기술 및 생산 설비가 일부 선진국에 국한되어 있으므로, 향후 티타늄 수요 증가시 원천소재에 해당하는 스폰지 수급에 차질을 빚을 것으로 예상된다.
티타늄은 제련산업의 지역편중성 및 높은 제련원가가 문제점으로 부상했다. 티타늄의 제련은 방위산업과의 관련성으로 인해 강대국(미국, 일본, 중국, CIS)에서만 이루어지고 있다. 또 다단계 비연속식 제련공정으로 인하여 스폰지 제조원가가 높다.
민간 항공산업 및 발전·화학산업의 성장으로 인한 티타늄 수요는 지속적 성장세다. 세계 항공산업은 2006년 3,457억 달러에서 2011년 5,257억 달러로 전망한다. 때문에 수요-공급의 불균형이 예상된다. 최근 스폰지 가격의 급등세(2005년에는 전보다 4배 급등)가 완화되고 있으나 향후 수급 불안정 요소는 상존하다.
2차 가공을 위주로 하는 국내 수요산업은 세계 7위 규모의 소재 소비량을 보이고 있으나, 국내 소재산업의 부재로 인해 전량 수입에 의존하고 있다. 압연/압출재 수입은 2006년 3,700톤, 수입액은 1억7천만 달러였다. 더구나 수요산업에서 발생하는 고가의 스크랩은 국내에서 재활용되지 못하고 낮은 가격으로 외국에 재수출되고 있는 형편이다. 2006년 스크랩 수출은 590톤, 9백만 달러였다.
수급 불안정, 스크랩 재활용 시스템 미비 등으로 소재제조산업의 육성을 통한 원소재 수급을 안정화해야 할 필요가 있다. 제련, 용해, 압연으로 이루어지는 일관제조산업 형태로 육성해야 한다는 지적이 있다. 또 티타늄 용해산업의 육성을 통해 스크랩의 국내 재활용률을 높여야 하며, 연간 590톤 스크랩 국외반출을 국내 순환산업육성을 통해 반출을 억제할 필요가 있다. 스크랩의 재활용은 티타늄 산업 내로 이루어지는 것이 가장 부가가치가 높으므로 티타늄 용해산업의 육성이 필요한 것이다.
한편으로는 제조공정 혁신 및 저가화 기술에 대한 집중적 연구개발투자가 이루어져야 한다. 기존 제련공정을 혁신하여 생산성을 높이고 아울러 티타늄 가격을 감소시킬 수 있는 신기술 개발에 대한 관심이 전세계적으로 높은 상황인 점을 고려하여 독자 신기술 개발을 통해 티타늄 선진국에 대한 기술종속에서 탈피해야 한다. 이는 향후 시장선점 효과도 기대할 수 있는 방안이다.