비철금속

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.

개요

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

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.

리튬

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.

니켈

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

• 〈비철금속〉, 《두산백과》
• 〈비철금속〉, 《위키백과》
• 다온프로, 〈7. 비철금속과 배터리의 관계_포스코엠텍, 천보, 에코프로비엠〉, 《네이버블로그》, 2022-06-17

같이 보기

• 니켈
• 리튬
• 철
• 강철
• 구리
• 납
• 아연
• 2차전지

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