희토류는 15개의 란타넘족 원소와, 21번 스칸듐과 39번 이트륨을 포함한 17개의 원소를 지칭합니다. 이들을 희토류로 묶어서 표현하는 이유는 모두 최외각전자수가 2개로 서로 화학적 성질이 유사하고, 중성자수가 다른 원소에 비해 많아 자성이 강하며, 서로 함께 분포해 있는 경우가 많기 때문이라고 합니다.
희토류는 화학적 특성에 따라 경희토류(LREE), 중희토류로 나눕니다(HREE). 경희토류는 원자번호 57번인 란타넘 ~ 62번인 사마리움까지의 원소를 지칭, 중희토류는 67번 홀로뮴 ~ 71번의 루테튬까지를 지칭합니다. 상대적으로 중희토류가 더 희귀하며, 부존량이 적고 매장지역이 더 편중되어 있습니다.
희토류는 아래와 같이 자석이나 레이저, 다양한 산업제품의 첨가제 용도로 다방면에 사용되고 있습니다.
희토류의 수요처는 중량 기준으로는 자석과 촉매, 유리 등이 큰 비중을 차지하고 있습니다. 자석 비중이 약 35%대, 나머지 비중이 각각 20% 안팎을 차지하고 있습니다. 그러나 금액 기준으로는 영구자석 제조를 위한 비중이 약 시장의 80%정도를 차지하고 있는 것으로 보입니다.
이는 희토류 내에서도 원소 간 가격 차이가 크기 때문입니다. 영구자석에 주로 사용되는 Pr, Nd 원소들은 Kg당 $40~$80에 거래되어왔으나, 란타넘이나 세륨 등은 Kg당 $2 수준에 거래되는 정도입니다. 희토류 중 가장 비싼 테르븀은 란타넘의 약 1,000배에 달합니다.
이러한 이유는 희토류 시장의 Basket Problem 때문이라고 합니다. 희토류는 생산지에 따라 각기 다른 원소 비중을 가지고 있으나, 대체로 같은 공정을 통해 함께 생산됩니다. 따라서 강한 수요가 있는 영구자석을 위해 희토류를 채굴하면, 동시에 큰 수요가 없는 다른 희토류까지 같이 채굴되며 공급 과잉이 일어나는 식입니다.
따라서 희토류 생산 과정에서도 부가가치가 낮은 세륨 등의 생산량을 의도적으로 줄이는 Cerium Rejection 기법 등이 사용되고 있습니다.
또한, 생각보다 희토류의 지각 내 비중은 낮지 않습니다. 희토류 원소들의 지각 내 분포 비중은 세륨과 란타넘같은 원소의 경우 납보다도 지각 내에 분포가 풍부합니다. 오히려 금이나 백금, 수은 등이 지각 내에는 더욱 희귀하게 분포하고 있습니다.
생각보다 지각 내 풍부한 비중에도 희토류라고 불리는 이유는 경제성이 있는 자원이 많지 않기 때문입니다. 희토류들은 대체로 순수한 광물 형태로 분포하기보다 다른 원소와 결합한 상태로 존재합니다. 또한, Mineral Sand와 같은 종류의 Deposit에서는 우라늄과 토륨이 함께 다량 포함되어있어 방사능을 띄고 있기도 합니다. 생산과정에서도 오폐수 및 독성 가스가 다량 발생되며, 생산이 까다롭습니다.
희토류 시장의 중요한 특징 중 하나는 중국에 대한 의존성입니다. 과거 희토류의 생산은 대부분 미국에서 이뤄졌으나, 현재 대부분의 희토류 생산은 중국에서 이뤄지고 있습니다. 미국의 MP Materials와 호주의 Lynas 가 그나마 중국 다음으로 큰 국가입니다만, 이마저도 원광의 생산을 제외하고 제련과 제품 생산은 대부분 중국에 의존하고 있습니다.
아래의 희토류 생산 비중에도 불구하고, 호주와 미국은 베트남과 미얀마, 중국 등 아시아권 국가들에 대부분의 제련과 제품 생산 과정을 맡기고 있습니다.
이러한 의존성으로 인해 2010년 중국은 일본과의 갈등 과정에서 희토류의 수출량 쿼터를 부과하였고, 전세계적으로 희토류 가격이 폭등하는 사건이 일어났습니다.현재로서는 이러한 가격 급등은 대부분 정리가 된 상태이나, 언제든지 다시 가격이 상승해도 이상하지 않습니다.
현재로서는 이러한 쿼터가 적용되어있지 않은 상황이나, 연간 생산량 쿼터는 정해져 있습니다.과거 중국은 희토류 생산 기업을 총 6개의 기업으로 통폐합하였으며, 이를 또 다시 통폐합해 사실상 2개의 국영기업이 희토류 생산을 관리하고 있습니다.
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