[연재] 메탈버스(metalverse)…재미있는 금속 이야기_銅③

[연재] 메탈버스(metalverse)…재미있는 금속 이야기_銅③

  • 비철금속
  • 승인 2022.02.09 08:50
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기자명 방정환 기자 jhbang@snmnews.com
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일상 곳곳의 동, 만들어지는 과정은?

최근 트렌드를 대표하는 말로 메타버스가 있다. 메타버스는 초월(beyond), 가상을 의미하는 메타(meta)와 세계를 의미하는 유니버스(universe)의 합성어로 현실을 디지털 세상으로 확장시키는 것, 가상세계 속에서 정치·경제·사회·문화 활동을 할 수 있게 만드는 시스템을 말한다.  

‘메탈버스(metalverse)’는 금속인 메탈(metal)과 세계관을 의미하는 유니버스의 합성어로, 과거부터 지금까지, 앞으로도 이어질 금속시대를 쉽게 살펴볼 수 있도록 구성한 연재물의 제목이다.

철, 구리, 알루미늄, 금, 은, 아연, 니켈, 주석 등이 자연 상태에서 흔히 발견할 수 있는 금속이다. ‘메탈버스’ 첫 번째 이야기로는 국내 유일의 동제련기업이자 단일 동제련소 기준으로 세계 2위 규모를 자랑하는 LS니꼬동제련의 컨텐츠 지원을 받아 구리로 불리는 동(銅)에 대해 살펴보고 있다. 동의 마지막 순서로 동이 만들어지는 과정에 대해 살펴보기로 한다.    

 

■ 동은 어떻게 만들어지나?    

△채광  

동을 만들려면 우선 동광석을 채굴해야 한다. 동광석은 동식물의 사체나 무기물이 고온과 고압의 영향을 받아 만들어지는데, 주로 화산활동이 활발한 지역에 많이 매장되어 있다. 주 매장지역은 ‘불의 고리’로 불리는 환태평양 조산대와 중앙아프리카에 걸친 동광산지대(Copper Belt)다. 환태평양 조산대는 현재에도 여전히 화산활동이 활발해 계속해서 광석이 생성되는 중이다. 주요 보유국은 칠레, 페루, 멕시코, 미국, 호주 등이다.  
그 중 칠레 매장량은 1억6,000만 톤으로 전 세계 총매장량의 50%에 이른다. 이들 중남미 국가로부터 한국, 중국, 일본 등 동 제련산업이 발달한 동아시아 제련소로 광물을 운송하는 기간은 석 달 정도 걸린다.    

△선광  

채굴한 동광석은 선광(選鑛, mineral dressing) 작업을 거친다. 선광이란 광석 중 필요한 성분만을 골라내는 과정이다.  
광석의 순도를 품위(品位, grade)라고 부르는데, 동광석의 품위는 0.5~5%로 다른 금속의 광석에 비해 아주 낮다. 이로 인해 선광과정을 통해 불필요한 무게를 줄이면, 운송비를 선광하지 않을 경우의 1/10 이하로 절감할 수 있다. 이렇게 정제한 품위 20~30%의 동광석을 동정광(銅精鑛,copper concentrate)라고 부른다.    

△제련  

이렇게 채굴지역에서 가공된 동정광은 제련소로 운송돼 열이나 용액을 통해 광석에서 목적금속을 얻는 공정인 제련(製鍊, smelting)에 들어간다.  
제련방식은 크게 건식제련법과 습식제련법이 있다. 건식제련법은 용광로 고열로 광석을 추출하는 방식으로 자용로(自鎔爐) 공법과 미쓰비시 연속공법(Mitsubishi Continuous Smelting)이 대표적이다. 습식제련법은 산이 함유된 용액으로 동정광을 녹여 동을 추출하는 방식이다. 동광석 품위가 낮거나 가루 형태의 광석을 제련할 때 적합하다.  
품위 20~30%인 동정광은 용련(smelting), 제동(converting), 정제(fine refining) 과정을 거쳐 순도 99.5%의 정제조동(精製粗銅, copper anode)으로 변신한다.    

△전해정련  

정제조동을 황산용액이 담긴 수조에 담가 전류를 공급하면, 이온화되어 함께 담근 금속판(cathode)에 동 성분만 흡착된다. 이 과정을 전해정련(電解精鍊, electro refining), 줄여서 전련이라고도 부른다. 전련을 거친 정제조동은 순도 99.99%의 전기동(電氣銅, electrolytic copper)으로 만들어진다.    

△가공  

이렇게 생산된 전기동은 열과 전기전도율이 높고, 내식성이 강하며, 용융점이 낮고 합금에 용이하다. 이러한 특성 덕분에 다양한 산업의 기초소재로 널리 사용되고 있다. 이 가운데 전선산업의 비중이 약 65%로 가장 높고, 나머지 35%는 동판과 동파이프, 동전 등을 만드는 신동(伸銅)산업에 활용된다.  
여기서 만들어진 전선과 신동제품은 다시 가공을 거쳐, 전기, 전자, 통신, 자동차, 항공우주 등 첨단산업과 건축자재, 군용 무기, 동전, 예술품 등에 두루 활용되어 일상생활 곳곳에서 사용된다.

※ 구리의 생산과정에 관한 유튜브 콘텐츠 : https://youtu.be/8rCuGmOnLZc

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