알루미늄 부산물과 재사용 문제

(요약 의역)

알루미늄은 값 싸고 구하기 쉬우며 부식에 강하고 가벼운 등의 다양한 장점으로 인하여 산업 전반에서 두루 사용되고 있다. 반면 생산의 부산물로 금속과 규소가 뒤죽박죽으로 산화되어 섞인 붉은색 점토를 만들어낸다는 단점도 가지고 있다. 이러한 점토들은 이미 전세계적으로 30억 톤 분량이 퇴적되어 있으며 매년 1억 5천만톤 분량이 새롭게 생성되고 있다. 이 붉은 점토들은 강한 알칼리성을 띄고 있어 단순히 퇴적되어 댐을 막아 홍수를 일으키는 것 뿐만 아니라 물을 오염시켜 주변 환경도 망가뜨린다는 문제를 가지고 있다. 따라서 과학자들은 이러한 붉은 점토을 사용하기 위하여 벽돌 등을 만드는 데 재사용하거나 점토 안에서 희귀 금속을 추출하는 등의 연구를 계속하고 있다.

알루미늄은 재사용하기도 쉬어 현재까지 생산된 알루미늄의 75%가 여전히 재사용되고 있다. 그럼에도 불구하고 요구량이 계속 급성장 하고 있어 새로운 알루미늄이 계속 만들어지고 있다. 이 과정에서 붉은 점토는 끊임없이 부산되고 있다.

붉은 점토를 유용하게 만드려는 연구중의 하나는 붉은 점토에서 스칸디늄을 추출하여 알루미늄과 합성하는 일이다. 스칸디늄-알루미늄 합성물은 은 순수한 알루미늄보다 40%나 강하지만 생산비용이 높아 현실적인 대안으로는 보이지 않는다. 하지만 이 비용을 낮추기 위한 연구는 계속 진행되고 있으며 붉은 점토를 활용할 수 있게 되면 유럽에서 필요로 하는 스칸디늄 요구량의 10%까지 생산할 수 있게 될 것이다. 문제는 스칸디늄이 붉은 점토의 0.01%밖에 차지하지 않으며 나머지 99.99%는 여전히 버려진다는 것이다.

붉은 점토의 성분 중에 철 화합물이 40%에서 70%에서 착안해 점토를 시멘트로 만드는 방법도 제시되었다. 다만 붉은 점토로 만들어진 시멘트는 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 포틀랜드(Portland) 시멘트와는 성분이 달라 여전이 여러 연구와 실험이 진행되고 있다.

다른 방법으로는 CO2를 가두는 물질로 사용하는 것이다. 붉은 점토의 화학적 특성으로 인하여 CO2를 가두는 것이 가능하다고 알려져 있다.

붉은 점토를 재사용 하는 방법은 1964년부터 이미 700가지 이상이 제시되었다. 문제는 붉은 점토의 재사용이 기존의 상품을 대체하는 것이 많은데 이미 기존의 방법도 단가가 매우 저렴하다는 점이다. 또한 붉은 점토가 생산 부산물로 해로운 물질이기 때문에 다른 나라로의 수출입이 어렵다는 점도 있다.

출처: 싸이언스 매거진