석탄에서 요소수와 희토류 채굴 가능할까? | 기술과 가능성 탐구

석탄에서 요소수와 희토류 채굴 가능할까?

석탄 폐기물의 새로운 가능성을 탐구해보세요!

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석탄, 쓰레기에서 보물로?

석탄은 전기를 만드는 데 쓰였지만, 이제는 환경 문제를 일으키는 폐기물로 여겨져요. 그런데 석탄과 석탄재에서 요소수(디젤 차량 배기가스 정화)와 희토류(스마트폰, 전기차 배터리 필수)를 얻을 수 있다면? 이 글에서는 석탄에서 이 두 자원을 채굴할 수 있는지, 기술과 한계는 무엇인지 알아볼게요.

1. 석탄에서 요소수 채굴 가능할까?

요소수는 디젤 차량의 배기가스를 줄이는 데 쓰이는 액체예요. 주로 암모니아와 이산화탄소를 화학 공장에서 결합해 만들죠. 석탄은 요소수를 직접 뽑아낼 순 없지만, 석탄을 가스화해 수소를 얻고, 이를 암모니아로 바꾼 뒤 요소수를 만들 수 있어요.

• 어떻게? 석탄을 고온에서 가스화해 수소와 일산화탄소를 얻고, 암모니아를 합성해 요소수로 변환.
• 문제점: 비싼 설비와 많은 에너지가 필요해요. 이산화탄소 배출도 많아 환경에 부담.
• 현실성: 천연가스가 더 저렴하고 효율적이어서 석탄 기반 요소수는 잘 안 쓰여요.

결론: 기술적으로 가능하지만, 돈과 환경을 생각하면 석탄으로 요소수를 만드는 건 비효율적이에요.

2. 석탄에서 희토류 채굴 가능할까?

희토류는 스마트폰, 전기차, 풍력 터빈 등 첨단 기술에 꼭 필요한 17가지 금속이에요. 석탄과 석탄재(플라이애시), 산성 광산 배수에 희토류가 조금씩(200~500ppm) 들어 있어요. 이를 뽑아내는 기술이 연구되고 있죠.

추출 방법

• 산 침출: 염산이나 황산으로 희토류를 녹여내요. 80~100% 추출 가능().
[](https://www.netl.doe.gov/node/10318)
• 초임계 CO2: 물, 이산화탄소, 시트르산으로 환경 친화적 추출. 42% 효율, 10배 순도().
[](https://ip.sandia.gov/opportunity/green-extraction-of-rare-earth-elements-from-coal-waste/)[](https://tech.wustl.edu/tech-summary/sustainable-rare-earth-element-extraction-from-coal-ash/)
• 플래시 줄 가열: 3000°C 전류로 석탄재 유리 입자를 깨고 희토류를 쉽게 뽑아내요().
[](https://eos.org/articles/extracting-rare-earth-elements-from-waste-with-a-flash-of-heat)
• 바이오리칭: 박테리아로 희토류를 추출해 독성 폐기물 줄임().
[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468519420300069)

잠재력

미국 석탄재에서 연간 8910톤의 희토류를 뽑아낼 수 있어요. 이는 미국 수요의 94%를 충족할 수 있고, 84억 달러 가치가 있죠(). 특히 앱팔래치아 지역 석탄재는 희토류 농도가 높아요(431mg/kg,).[](https://www.netl.doe.gov/node/10318)[](https://scitechdaily.com/8-4-billion-enormous-cache-of-rare-earth-elements-discovered-in-america/)[](https://scitechdaily.com/8-4-billion-enormous-cache-of-rare-earth-elements-discovered-in-america/)

문제점

• 낮은 농도: 광석(5000ppm)에 비해 석탄재는 희토류가 적어 효율이 낮음().
[](https://www.sierraclub.org/sierra/2021-2-march-april/feature/can-harvesting-rare-earth-elements-solve-coal-ash-crisis)
• 비용: 톤당 380~1200달러 추출 비용. 경제적이어야 상용화 가능().
[](https://theconversation.com/could-coal-ash-be-a-viable-source-of-rare-earth-metals-97520)
• 환경: 산 침출은 독성 폐기물을 만들어요. 친환경 기술은 아직 연구 중().
[](https://eos.org/articles/extracting-rare-earth-elements-from-waste-with-a-flash-of-heat)

결론: 희토류 추출은 가능하고 잠재력이 커요. 미국은 파일럿 플랜트에서 95% 순도 희토류를 만들었지만, 상용화는 비용과 환경 문제를 해결해야 해요().[](https://www.mdpi.com/2075-163X/10/5/451)

3. 환경과 경제적 가치

석탄재에서 희토류를 뽑으면 쓰레기를 줄이고, 자원을 재활용해요. 미국은 매년 7900만 톤의 석탄재를 만들며, 이를 활용하면 환경 오염을 줄이고 중국 의존도(희토류 80% 수입)를 낮출 수 있어요(). 하지만 요소수는 석탄으로 만들기엔 환경 부담이 커요.[](https://san.com/cc/study-finds-us-coal-ash-contains-8-4b-in-rare-earth-elements/)[](https://engineering.washu.edu/news/2023/Novel-process-extracts-rare-earth-elements-from-waste.html)

• 환경 이점: 석탄재 재활용으로 매립지 부담 감소, 광산 폐기물 처리().
[](https://scitechdaily.com/8-4-billion-enormous-cache-of-rare-earth-elements-discovered-in-america/)
• 경제 이점: 희토류 추출로 석탄 산업 부흥, 일자리 창출().
[](https://theconversation.com/could-coal-ash-be-a-viable-source-of-rare-earth-metals-97520)
• 도전 과제: 친환경 기술 개발, 비용 절감 필요.

마무리

석탄에서 요소수는 기술적으로 가능하지만 비효율적이고, 희토류는 가능성이 크지만 비용과 환경 문제를 해결해야 해요. 석탄 폐기물을 보물로 바꾸는 기술은 환경과 경제에 큰 도움이 될 거예요. 미래에 어떤 기술이 석탄을 새롭게 바꿀지 기대되네요!