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※ 중희토류와 경희토류에 대해 (호주 Lynas의 중요성)

희토류는 경희토류와 중희토류로 나뉘며, 경희토류는 주로 암석형태로 많이 채굴되며, 중희토류는 점토(이온 흡착형 점토)의 형태로 채굴되어집니다.

미국 MP 머티리얼즈가 소유하고 있는 Mt. Pass 광산, 호주 Lynas의 Mt. Weld 광산, 중국의 대표적인 희토류 생산지인 내몽골 Bayan obo 광산이 대표적인 암석형 희토류 광산으로 대부분 세륨, 란타늄, 네오디뮴, 프라세오디뮴과 같은 경희토류 위주로 채굴되어집니다.

이에 비해 중국 장시성, 미얀마 카친주 등에 존재하는 이온흡착형 점토층은 중희토류의 함량이 높은 특징을 지니고 있어, 디스프로슘, 테르븀과 대부분이 이들 중국 남부와 미얀마에서 채굴되어지고 있습니다.

즉, 미국의 Mt. Pass 광산에서는 중희토류가 채굴되지 않으며, 호주의 Mt. Weld의 경우도 중희토류의 함량이 1%미만에 불과하여, 미국 등 서방의 중희토류에 대한 제한이 큰 상황입니다.

그나마 호주 Lynas의 Mt. Weld 광산에서 매우 소량이지만 디스프로슘이 채굴되기 때문에 Lynas는 이를 바탕으로 현재 중국 외 지역 최초로 디스프로슘과 테르븀과 같은 중희토류의 상업적 분리/제련에 성공하였습니다.

참고로 Mt. Weld와 같은 모나자이트 광산에 소량의 중희토류가 포함되어 있으며, Mt. Pass와 같은 바스트내라이트 광산에서는 중희토류가 거의 포함되어 있지 않습니다.

현재 상황에서 서방권에서는 호주 Lyans 외에는 중희토류를 구할 수 있는 방법이 없는 상황이며, 어떻게 구한다고 해도 중희토류 분리/제련을 Lynas외에는 할 수 있는 곳이 전무한 상황입니다.

MP 머티리얼즈의 경우 경희토류의 상업적 분리/제련 능력에 대해서도 여전히 의문스러운 상황입니다.
참고로 2025년 2분기 기준, MP머티리얼즈의 희토류 정광 생산량은 12,213톤인데 비해 NdPr 산화물 생산량이 597톤에 불과합니다.

희토류 산업은 구조적(업스트림부터 다운스트림까지)으로 중국의 장악력을 깨기가 쉽지 않은 구조입니다.
그리고 철옹성 같은 중국의 희토류 지배에 아주 작은 숨쉴 곳을 만들어 줄 수 있는 서방업체는 Lynas가 유일한 상황입니다.

● 이온 흡착형 점토 희토류(Ion Hosted Clay Rare Earths) 광상과 경암형 희토류(Hard Rock Rare Earths) 광상 비교

○ 이온 흡착형 희토류 (중희토류 함량이 상대적으로 높음)

화강암이나 화성암 같은 희토류가 함유된 원암이 풍화되어 형성된 점토층(regolith)에 희토류 이온이 점토 광물에 흡착된 형태임.
모나자이트, 제노타임, 바스내라이트 같은 광물이 풍화되며 희토류 이온이 점토에 흡착되어 있음.

희토류의 함량(0.1% TREO)이 낮지만, 희토류가 이온 형태로 점토에 느슨하게 결합되어 있어 추출이 상대적으로 쉬움.

주로 남중국 및 미얀마와 같은 열대/아열대 기후에서 발견됨.

점토층이 부드럽고 얕은 깊이에 있어 노천채굴이 용이하며, 탐사 및 채굴이 간단함.
추출 과정에서 화학물질 사용(황산암모늄, 염화나트륨 등)으로 환경 오염 가능성이 있음.

이온 흡착형 광산은 특히 디스프로슘, 테르븀, 이트륨과 같은 중희토류의 비율이 상대적으로 높음. 이는 풍화 과정에서 경희토류가 더 쉽게 유실되고 중희토류가 점토에 흡착되기 때문임.

○ 경암형 희토류 (경희토류가 대부분이며, 중희토류 함량이 매우 낮음)

탄산염암, 알칼리 화성암, 또는 중광물 사광(Heavy mineral sand)과 같은 단단한 암석에 희토류 광물(바스내라이트, 모나자이트, 제노타임, 알란타이트 등)이 포함된 형태.

희토류 함량(2 – 10% TREO)로 높지만, 광석이 단단하여 채굴 및 가공이 복잡하고 비용이 많이 듬.

대표적으로 호주의 Mt.Weld (주로 모나자이트), 미국의 Mt. Pass(주로 바스내라이트), 중국의Bayan Obo(바스내라이트/파리사이트 42.64%, 모나자이트 41.46%)가 대표적임.

단단한 암석을 파쇄하고 분쇄해야 하기 때문에, 채굴 장비와 비용이 많이 들어 감.
채굴 및 가공 과정에서 토륨, 우라늄등 방사성 물질이 포함된 폐기물이 존재해 환경 관리 비용이 많이 들어 감.

주로 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 프라세오디뮴 등 경희토류가 풍부하며, 중희토류는 매우 적음.
바스내라이트(미국 Mt. Pass 광산)는 세륨과 란타넘의 비중이 70 – 80% 정도이며, 20%정도가 네오디뮴과 프라세오디뮴임.
모나자이트(호주 Mt. Weld 광산)는 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 프라세오디뮴의 대부분이며, 디스프로슘과 같은 중희토류가 소량 존재함.

예) Mt. Weld 광산 모나자이트의 희토류 함유량 : 네오디뮴 12 – 17%, 세륨 25 – 33%, 디스프로슘 0.1 – 0.5%

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