표제지
목차
국문 요약 4
제1장 서론 26
1. 연구의 배경 및 목적 26
2. 연구의 내용 및 방법 28
제2장 희토류금속의 중요성과 연구대상 선정 31
1. 희토류 금속의 의의와 중요성 31
2. 희토류 금속 자원 현황과 시장전망 37
가. 국제 희토류 자원 현황 37
나. 국내 희토류 자원 현황 39
다. 희토류 금속 시장 전망 41
3. 해외 각국의 대응과 국내의 대응 전략 44
가. 주요국 정책대응 44
나. 국내 정책대응 46
4. 희토류 금속 자원 순환의 중요성 49
5. 연구대상 선정 53
가. 물질 중요성에 기초한 우선순위 판단 53
나. 물질의 가격변동성과 시장 수요ㆍ공급 예측 55
다. 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy) 물질사용 산업(희토류자석 산업)의 현황과 전망 57
제3장 국내외 희토류 물질흐름분석 연구동향 63
1. 국제 희토류 물질흐름 연구 63
가. 국제 희토류 생애주기(Life Cycle)연구 63
나. 희토류 사용용도별 물질흐름 64
2. 미국 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy) 물질 순환 67
3. 일본의 희토류 물질흐름 70
가. 일본 내 희토류 물질흐름, 재활용 현황 70
나. 일본 내 디스프로슘(Dy) 물질흐름분석 75
다. 폐자동차(End-of-vehicle) 내 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy) 사용량 80
4. 국내 물질흐름분석 연구사례 82
5. 국내외 비교 및 시사점 85
제4장 국내 희토류자석 폐자원흐름 분석 87
1. 분석을 위한 정의 87
2. 배출 단계 89
가. 국내 희토류자석 포함 최종제품의 배출 주체 및 방식 89
나. 배출량의 추정 91
3. 수거 단계 111
가. 수거관련 제도 111
나. 수거 주체 및 주체별 수거 현황 115
4. 분리/해체 단계 124
가. 폐가전 제품 분리/해체 공정 개요 124
나. ELV 해체과정 125
다. 국내 업계 분리/해체 현황 127
5. 자원회수 단계 131
가. 기존 업체들의 폐희토류자석 자원회수 사업 진입의사 132
나. 자원회수 단계에서 공정상 환경문제 134
6. 제품생산 단계 135
가. 희토류자석 공장 설립 시의 가상 재활용 공정 135
제5장 결론 137
1. 폐자원흐름 분석 종합 137
2. 재활용 저해인자 분석 및 제언 141
참고문헌 145
[부록] 폐희토류자석 자원회수 및 제품생산 기술 148
가. 폐희토류자석 자원회수 기술 소개 : 산화배소 산물 황산침출 및 희토류/비희토류 분리정제 148
나. 폐희토류자석 자원회수 기술 소개 : 용매추출에 의한 Nd/Dy 고순도 분리정제 150
다. 폐희토류자석 자원회수 기술 소개 : 건식 공정 152
라. 희토류화합물 및 금속 제조 152
Abstract 158
판권기 2
〈표 1-1〉 배출 및 수거 단계별 연구방법 30
〈표 2-1〉 희토류 금속의 원소별 상품 및 용도 33
〈표 2-2〉 산업별 용도 34
〈표 2-3〉 희토류 광물 지역별 매장량 37
〈표 2-4〉 주요광산(매장량 기준 상위 15개 광산) 38
〈표 2-5〉 희토류 광산 생산량 39
〈표 2-6〉 국내 희토류 자원 매장량 현황 40
〈표 2-7〉 주요 희토류 수요 업체 40
〈표 2-8〉 최근 10년간 희토류 수입 41
〈표 2-9〉 주요 희토류 수입국의 정책대응 45
〈표 2-10〉 폐금속자원 재활용대책 세부 실행계획 48
〈표 2-11〉 물질별 중요성 평가 기준 53
〈표 2-12〉 분기별 희토류 가격 동향 55
〈표 2-13〉 각 희토류 원소 산화물의 사용처별 사용량 58
〈표 2-14〉 희토류의 용도별 국내 소비 59
〈표 2-15〉 희토류 영구자석의 특성 60
〈표 3-1〉 희토류자석에 사용된 희토류 원소별 물질 총량 66
〈표 3-2〉 희토류의 일본 내 수요 71
〈표 3-3〉 희토류의 일본 내 수요(순분환산) 72
〈표 3-4〉 중간 생성물의 생산자 및 생산 품목 73
〈표 3-5〉 희토류의 재활용 비율 74
〈표 3-6〉 Dy 함유 네오디뮴자석의 소비 용도 77
〈표 3-7〉 구동모터 내 자석에 포함되어 있는 원소 함량 81
〈표 3-8〉 국가통합자원관리시스템 내 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy) 물질 사용량과 배출량 82
〈표 3-9〉 국내외 희토류 관리 현황 비교 85
〈표 4-1〉 폐자원흐름 세부 단계와 각 단계의 개념 88
〈표 4-2〉 폐제품 배출량 추정 순서 92
〈표 4-3〉 폐전기ㆍ전자제품 배출량 추정방안(1안)의 가정 93
〈표 4-4〉 주요 가전기기의 보급률 추이 94
〈표 4-5〉 냉장고 폐가전 배출량 추정 96
〈표 4-6〉 세탁기 폐가전 배출량 추정 96
〈표 4-7〉 폐에어컨 배출량 추정 98
〈표 4-8〉 선행연구 상 주요 가전제품의 평균수명 98
〈표 4-9〉 각 폐가전 제품별 배출량 추정치(가정) 99
〈표 4-10〉 품목별 가정 및 사업장 배출원 비율 99
〈표 4-11〉 품목별 사업장 배출량 추정 100
〈표 4-12〉 가정과 사업장의 폐가전 배출량 추정치 종합 100
〈표 4-13〉 국내 폐자동차 말소등록 현황과 ECOAS 집계 현황 101
〈표 4-14〉 일본에서의 각 제품별 탑재율 105
〈표 4-15〉 국내 생산 HEV, 일반자동차 대(unit)당 Nd와 Dy 원단위 107
〈표 4-16〉 완제품별 희토류자석 배출 추정량 108
〈표 4-17〉 주요 제품 별 Nd, Dy 배출량 추정치 109
〈표 4-18〉 환경성보장제도상 의무대상 품목과 의무대상자 111
〈표 4-19〉 각 품목별 회수 및 재활용 의무율 112
〈표 4-20〉 각 의무 이행 주체의 역할 113
〈표 4-21〉 주요 수거 주체별 연구대상 폐가전 수거 현황(2012) 120
〈표 4-22〉 영월 희유금속 클러스터 조성계획 133
〈표 5-1〉 희토류자석 내 Nd와 Dy 물질의 수거 및 재활용 139
〈표 5-2〉 각 단계별 재활용 저해인자 141
〈그림 1-1〉 연구 대상과 범위 선정 체계도 29
〈그림 2-1〉 주기율표상 희토류 원소 32
〈그림 2-2〉 금속 소재별 공급우려와 경제적 중요성 34
〈그림 2-3〉 금속 소재별 국가 환경규제 우려 35
〈그림 2-4〉 중국 쿼터제와 희토류 산화물 공급량 및 국제 가격동향 42
〈그림 2-5〉 자원효율 측면에서 조명한 금속의 자원흐름 49
〈그림 2-6〉 주요 물질별 중요성 분석 54
〈그림 2-7〉 향후 산화네오디뮴 수요ㆍ공급 예측 56
〈그림 2-8〉 향후 산화디스프로슘 수요ㆍ공급 예측 57
〈그림 2-9〉 시대별 영구자석의 유형 59
〈그림 3-1〉 Nd, Dy의 양적인 물질 생애주기 64
〈그림 3-2〉 1995년 세계 희토류 사용용도별 물질흐름 65
〈그림 3-3〉 2007년 세계 희토류 사용용도별 물질흐름 65
〈그림 3-4〉 희토류 산화물의 완성품 투입과 스크랩 발생 물질 흐름 68
〈그림 3-5〉 희토류 물질 흐름(2011) 70
〈그림 3-6〉 희토류의 일본 내 수요 72
〈그림 3-7〉 개략적인 물질흐름도상 본 연구의 시스템 경계 75
〈그림 3-8〉 일본 내 Dy 저장량 78
〈그림 3-9〉 일본 내 Dy 순환(2008) 79
〈그림 3-10〉 네오디뮴 물질흐름도 84
〈그림 3-11〉 디스프로슘 물질흐름도 84
〈그림 4-1〉 배출 단계에서의 배출 주체 및 방식 89
〈그림 4-2〉 그린카 시장 전망 102
〈그림 4-3〉 국내 하이브리드차 판매 현황 103
〈그림 4-4〉 품목별 Nd와 Dy 물질 배출 추정량 110
〈그림 4-5〉 ECOAS 통계상 수거 주체 115
〈그림 4-6〉 폐전기ㆍ전자 제품 운반 재활용업자의 관리표 작성제출 116
〈그림 4-7〉 폐자동차 운반 재활용업자의 관리표 작성제출 117
〈그림 4-8〉 전국 리사이클링 센터 현황 119
〈그림 4-9〉 수거 단계 Nd 물질 환산량 121
〈그림 4-10〉 수거 단계 Dy 물질 환산량 121
〈그림 4-11〉 수거 단계 Nd, Dy 물질흐름 122
〈그림 4-12〉 폐가전 제품의 전체 수거량 중 미확인량 현황(2012) 123
〈그림 4-13〉 폐모터 해체과정 124
〈그림 4-14〉 탈자된 폐영구자석 파/분쇄 과정 125
〈그림 4-15〉 폐자동차 해체/재활용 126
〈그림 4-16〉 비드밀(Bead mill) 130
〈그림 4-17〉 햄머밀(Hammer mill) 130
〈그림 4-18〉 영월 희유 금속 클러스터 위치 및 조감도 132
〈그림 4-19〉 희토류자석 생산 공장에서의 재활용 경로 135
〈그림 5-1〉 Nd 물질의 폐자원흐름 종합(2012) 138
〈그림 5-2〉 Dy 물질의 폐자원흐름 종합(2012) 138
〈그림 5-3〉 HEV 국내 판매량 추이 144
〈부록 표 1-1〉 희토류 제조 금속별 제조 공정 개요 156
〈부록 그림 1-1〉 폐영구자석 산화배소 분말의 X-선 회절곡선 148
〈부록 그림 1-2〉 용매추출 개념도 151
〈부록 그림 1-3〉 Nd 영구자석의 재활용 공정 152
〈부록 그림 1-4〉 용융염 전해법의 환원 공정 모식도 154
〈부록 그림 1-5〉 금속 열환원법의 환원 공정 모식도 156