인간과 환경 Chap.6 재생불능한 광물자원

강의담당 : 김성욱

서 강 대 학 교

광물자원의 중요성

• 국가경제의 근간인 제조업의 원료, 소재, 에너지를 제공하는 필수물질

• 철강, 비철금속, 화학, 전기, 전자, 세라믹 산업 등 기간산업의 주원료

• 금속광물자원

– 철강, 자동차, 기계, 선박, 합금, 전기, 전자

• 비금속 광물자원

– 전자, 내화재, 시멘트, 요업, 비료, 제지, 제약, 화장품

• 재생불가능한 자원, 유한성 – 어떻게 관리할까?

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광물자원의 소비증가

• 1750년~1900년 사이 인구 2배 증가, 광물소비는 10배 증가

• 1900년 이후 광물소비 최소 13배 증가

• 지구 전체에서 양은 ‘굉장히’ 많다

• 뭐가 문제인가?

– ‘경제적으로’ 가치가 있는 양은 제한

– 제련 비용 vs 제품으로서의 가치

– 광석 내 특정 광물 함유율에 따라 경제성 소멸

e.g. 철의 함유율 20% 이하는 경제성 소멸(현재기준)

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광물자원 비관적? 낙관적?

• 비관론 – 지구는 유한하며, 사용량이 늘면 매장량은 줄어든다

• 낙관론 – 절대량은 시간 흐름에 따라 줄어들지만 과학기술은 발달한

다 – 과학기술 발달 = 생산비용 감소 = 저품위 광물 이용 e.g. 400년 전 구리 품위는 8% 이상이어야 이용 가능 현재는 1%, 기술적으로는 0.35%도 이용가능 – 과학기술 발달 = 대체물질 개발 e.g. 플래티늄 가격이 올라가면 팔라듐을 쓴다

• 현재의 예상 – 광물자원 이용량 연평균 2~5% 증가 – 가채년수는 종류별로 다르지만 20~1000년 예측

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채광의 환경문제

• 광업은 본질적 공해산업

• 금속 생산의 3단계 과정과 오염

1) 광석을 덮는 흙과 암석의 제거과정

2) 채광과 선광 잔재 발생

3) 제련과정의 오염

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1) 흙과 암석의 제거

• 광산업자가 제일 먼저 하는 것 – 광석을 덮고 있는 것을 제거 e.g.

• 지표채굴은 많은 폐기물을 만들어 낸다

• 땅 파는 기계가 강력해질수록 광업의 환경파괴는 심해진다

– 광업으로 이동하는 물질량은 자연적 운반 퇴적량의 약 2배

– 제거된 흙과 암석은 하천과 저수지를 막히게 하고 먼지를 발생시켜 대기오염을 일으킴

– 지표가 벗겨져 숲이 하던 역할 상실, run off 심화 등

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자료 : www.daegan.org

• 영월 h시멘트 석회석 채취현장

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• Bingham Canyon Mine

• 구리광산

• 약 33억 톤의 흙과 바위 제거

• 파나마운하 건설을 위해 파낸 양의 7배

자료 : aibob.blogspot.com www.mining.com

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2) 채광과 선광 잔재

• 채굴한 광석은 잘게 부수고 선광기 통과

• 금속광석의 최대 90%까지 선광잔재로 남겨짐

– 이들은 광산근처에 쌓거나 저수지에 묻는다

• 암석 속에 불순물로 섞인 각종 중금속 오염물질

– 비소, 카드뮴, 납, 아연 등

– 빗물이나 하천수에 용출되어 토양과 하천 오염

– 선광 잔재는 선광과정에서 사용되는 발암성 유기용매 잔류물 포함

– 강산성 잔류물이 남을 경우 하천 산성화

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자료 : http://www.e2news.com/news/articleView.html?idxno=22163

자료 : http://bike.donga.com/bbs/view.php?bbs=bike_greenbiker&idx=3167&cpage=48&s_work=&select=&keyword= 10 인간과 환경 Chap.6 김성욱

3) 제련과정의 대기오염

• 각종 비철금속은 제련과정에서 아황산가스를 대기중에 방출

– 전세계 황화합물 전체 방출량의 8% 차지

• 비소, 납, 카드뮴 및 각종 중금속을 대기 배출

• 주요 환경재해지역은 주로 제련소 부근

– 산성화가 심해 제련소 사방 19km 내의 식물 전멸

• 품위가 낮은 광물의 이용에 따라 환경피해 심화

– 1% 구리품위 이용 시, 8%보다 8배의 광석 처리

– 모든 폐기물과 오염물질의 양 증가

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Copper Hill 제련소 주변

자료 : www.flickr.com

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부가적인 문제점

• 채광, 선광 및 제련과정에서 수입 억 톤의 물질 이동, 암석을 부수고 용해시키는 작업

– 많은 에너지 필요

– 에너지 조달을 위한 생태계 피해 e.g. 브라질 파라주에서 계획하는 20기의 선철 용광로는 매년 240만톤

의 목탄 소비 예상 – 매년 5만 톤의 열대우림 벌목할 필요

e.g. 알루미늄은 에너지집약 산업 – 세계에너지 소비량의 1% 차지

• 제련기술은 성장중 - 제련량도 성장중, 저품위 광석 소모량도 성장중

• 같은 량의 금속 추출을 위해 더 많은 광석 채굴, 더 많은 폐기물 처리, 더 먼 수송거리

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앞으로는 어떻게 될까?

• 거대 광물광맥은 거의 발견되었다 • 남은 광맥은 개발비용이 비싸다 • 해양채광? 심해저채광?

– 경제성이 있는 것은 마그네슘, 브롬, 소금, 망간 정도

• 값싼 에너지만 공급되면 자원문제는 해결된다는 의견 – 에너지값이 싸질까? – 저품위 광석을 더 많이 개발하려면 환경비용은?

• 광물의 수요는? – 개도국은 개발중 • 광물은 어디에 필요한가? • 어떻게 충당할까? • 고갈은 방지될 수 있을까?

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