비철금속(非鐵金屬, non-ferrous metal)은 철 및 철을 주성분으로 한 합금(철강재료) 이외의 모든 금속을 가리키는 말이다. 화학적 분류로는 Fe 이외의 모든 금속원소를 가리키는 명칭으로도 쓰인다.
공업용 금속을 생산고 순으로 배열하면 철강이 엄청나게 많고, 그 밖의 전체 금속의 생산고를 합계하여도 양적으로는 철에는 전혀 미치지 못하지만 철과 비철로 분류하고 있다.
비철금속을 크게 나누면 예전부터 쓰이던 구리·납·주석·아연·금·백금·수은과 같은 것과, 비교적 새롭게 공업재료가 된 니켈·알루미늄·마그네슘·카드뮴과 같은 것과, 신금속이라 하여 최근 새로운 공업 발달에 의하여 실용금속이 된 우라늄·토륨·플루토늄·베릴륨·타이타늄·지르코늄·나이오븀·바나듐·하프늄·인듐·탄탈럼·몰리브데넘·텅스텐·규소·저마늄·나트륨·칼륨·갈륨 등으로 나눈다.
다른 분류에서는 면심입방(面心立方)금속·조밀입방(稠密立方)금속·체심입방(體心立方)금속 등과 같이 결정형으로 나누는 방법과, 비중 4.5쯤을 경계로 하여 중금속과 베릴륨·마그네슘·알루미늄·타이타늄·이트륨·나트륨·칼륨·칼슘 등의 경금속으로 나누는 방법과 니켈에서 알루미늄·마그네슘에 이르는 녹는점 600∼1,500℃인 대역을 경계로 하여 그 위아래에서 높은 녹는점(녹기 어렵다) 금속과 낮은 녹는점(녹기 쉽다) 금속으로 나누는 방법이 있다.
비철금속과 배터리의 관계[편집]
배터리에서 금속이 사용되는 부분은 양극활물질 부분이다. 기본적 전자를 쉽게 버리고 이동할 수 있는 금속인 리튬(Li)이 Base가 되고 나머지 금속이 첨가되는 것으로 국내에서는 LCM계열의 Ni(니켈), Co(코발트), Mn(망간)이 주로 쓰인다. 그리고 배터리 1GWh당 함유되는 유가금속의 가치 비중은 코발트(32%), 니켈(36%), 리튬(14%) 순이다.
21세기 들어서며 2차 전지 원료로 각광을 받고 있으며 세계 생산량의 약 70%는 안데스산맥에 위치한 함수호에서 나온다. 알루미늄 전해 시 리튬 화합물을 첨가하면 전류의 흐름을 더 쉽게 하는 성질이 있어 알루미늄 업계에서 많이 쓰며, 그 외에 요업, 에어컨, 합성고무제조 등에도 많이 사용된다. 매장량 기준으로는 칠레, 호주, 아르헨티나 등으로 많이 매장되어 있다.
이러한 리튬은 다양한 사업에 쓰이지만 현재는 2차 전지분야가 46%로써 가장 많고 향후 전기차 보급이 늘어날수록 비중이 더욱 확대될 것으로 예상된다. 대부분의 금속 원자재의 가공이 중국이 압도적으로 많은 듯이 리튬도 중국에서 가공이 약 60%로 많다. 최근 다른 광물자원과 비슷하게 리튬도 최고가를 경신하고 있고, 2차전지의 수요가 쉽게 꺽이지 않을 것으로 예상되어 이런 고공행진이 당분간 이어질 것 같다.
니켈의 기본적으로 전성/연성이 풍부하여 잘 늘어나는 성질로 인해 다른 금속과 혼합하여 합금으로 많이 이용되는 금속이다. 대표적인 합금으로 우리가 잘 알고 있는 스테인리스강(STS)가 니켈 수요의 약 70%를 차지하고 있으며 비철합금, 도금 등으로 사용되고 있다.
최근에는 2차 전지의 양극재 소재로써 에너지 밀도를 높이는데 니켈이 사용되고 있다. 전세계 매장량은 인도네시아, 호주, 브라질 순이다.
세계 최대 니켈 보유국인 인도네시아가 자원 무기화를 통해 니켈광석자재의 수출을 금지하고 있다. 즉, 원석이 아닌 가공된 형태를 통해 수출함으로써 좀 더 부가가치를 높이려는 전략으로 풀이된다. 니켈 정련 생산은 전세계 생산량은 250만톤 수준이며 중국은 약 73만톤을 생산하고 있다. 또한 니켈의 소비는 전세계가 약 241만톤 규모이고 중국은 140만톤을 소비하고 있다. 다른 주요 금속자원과 마찬가지로 니켈도 최근 최고가를 경신하고 있다.
참고자료[편집]
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