희귀 금속 주석. 주석에 대해 알아보기

주석을 광석에서 추출하여 사용하기 시작한 것은 기원전 3000년 경 청동기 시대가 시작할 때부터인 것으로 추정된다. 다른 금속이 섞인 구리 광석은 순수한 구리와는 다른 성질을 갖는다는 성질을 발견한 것이다. 초기의 청동에는 주석이나 비소가 2% 정도밖에 들어가지 않아 의도적으로 첨가했다기보다는 구리를 얻는 과정에서 불순물로 들어갔을 것으로 본다. 이후, 구리에 다른 금속을 첨가하면 구리의 강도를 높여주고 녹는점을 낮춰주며, 융해되었을 때 더 점성이 낮은 액체가 되고 다시 응고되면 밀도가 더 높은 금속이 되어 주조하기가 쉬워진다는 것을 발견하였다. 이는 청동기 시대에 거푸집을 이용하여 다양한 종류의 모양을 낼 수 있도록 한 중요한 발견이었다. 구리와 비소의 합금은 인체에 유해할 수 있다는 사실을 알고 나서 구리와 주석의 합금이 일반화되기 시작했다. 

<양철 캔>

1. 주석의 물리적, 화학적 특성

주석은 전성과 연성이 뛰어난 금속이다. 또한, 녹는점 (232 ℃)이 금속 원소 중에서는 낮아 가공성이 뛰어나다. 주석의 동소체 가운데 회색주석은 비금속성이며 쉽게 부서진다. 우리가 일상에 사용하는 것은 대부분 백색주석이며 금속성을 가진다.

주석은 화학적으로 물에 안정적으로 반영한다. 하지만 산과 염기에 의해서는 부식된다. 공기 중에서는 산화하여 표면에 보호막을 형성한다. 특별하게 보고된 인체 내 주석의 생리 활성 역할은 없다. 금속 상태의 주석은 무독성이다. 하지만 유기 주석 화합물 특히 산화수의 알킬주석 화합물은 강한 독성을 가지며, 그 취급에 특히 주의해야 한다.

2. 주석의 용도

주석은 오랜 기간 동안 납과 혼합된 합금 형태로 사용되어 왔다. 주석 63%, 납 37% 비율로 혼합된 합금에서는 주석과 납의 녹는점이 같아진다. 이러한 혼합물을 공용 혼합물이라고 한다. 땜납은 주로 관을 연결하거나 전자회로의 납땜 등에 사용된다. 2006년 6월 유럽 연합(EU)이 WEEE 지침(전자쓰레기에 대한 유럽 공동체의 지침)과 유해물질 제한지침을 발효시킨 이후로는 그 사용이 줄어들었다. 주석은 철과 쉽게 결합하며, 납, 아연, 강철 등의 부식을 막기 위한 표면 도금에 사용된다. 이 중 철 표면에 주석을 도금한 것을 양철이라 한다. 양철로 만든 통조림 깡통은 음식 보존에 널리 이용된다. 하지만 최근에 식생황이나 소비재 기호의 변화로 인해 알루미늄이나 PET 등 대체재와의 경쟁이 높아지고 있는 상황이다. 그 외에도 주석은 합금이나 종, 파이프 오르간의 파이프, 식기와 장식품, 고하중요 대형 베어링에 사용된다. 주석도금과 산화인듐 주석을 입힌 투명 전도성 유리는 LCD 패널로 사용되고, MRI 장치의 초전도자석에도 주석 합금이 전선으로 사용된다. 

3. 주석 예상 매장량 및 생산량

주석은 중국이 170만 톤으로 매장량이 가장 많고, 인도네시아 80만 톤, 페루가 71만 톤 순이다. 중국은 주석괴 소비 및 생산량 1위 국가로 생산 지역은 주로 윈난성, 광시성, 후난성에 집중되어 있다. 2021년 중국 생산량은 15.4만 톤으로 전 세계 생산량의 42%를 차지하고 있다. 이 외 주요 주석 생산 국가는 인도네시아, 페루, 미얀마 등이 있는데, 최근 코로나19 영향으로 일부 주석광이 폐쇄되면서 수출 위주인 인도네시아·말레이시아 주석괴 공급이 감소한 반면 주요 수입국들의 수요가 회복되면서 공급 부족 상황이다.

2020년 전 세계 주석괴 소비 상위 5개국은 중국, 미국, 일본, 한국, 독일 순으로 대부분 제조업 강국에 집중되어 있다. 중국은 주석괴 1위 소비국가이지만 중국 수요 산업의 성장세 등락에 수요 구조에 변화가 감지되고 있다. '22년 10월 기준 중국 집적회로 생산량이 전년 동기 대비 12.3%, 전자판/스마트폰 2.2%, 컴퓨터 8.3% 역성장하면서 주석괴 수요가 감소했다. 그러나 태양광 패널, 백색가전 분야의 수요가 증가하면서 연간 전체 수요는 안정적으로 유지될 것으로 전망된다.

4. 주석 시장의 전망 및 시사점

주석괴는 5G를 포함한 IT 신기술 발달로 전기전자 부품, 칩 등의 수요가 확대되며 주석 납 합금의 수요도 증가할 것이라고 전망하고 있다. 특히 향후 3년 간 주석 수요 확대 대비 주석광 공급량 증가는 제한적일 것으로 전망하며 일부 지역의 정책 불확실성, 광산 품질 저하 등의 문제로 광산 투자, 탐사 채굴 기술, 수작업 채광 확대 등 공급 증대가 필요한 시점으로 예상하고 있다. 중국은 풍부한 주석 매장량을 기반으로 세계 1위 공급 국가가 되었으나 최근 몇 년 간 과도한 채굴로 품질 문제에 직면하며 고품질 주석괴는 수입에 의존하고 있다. 따라서 IT 신기술, 신에너지 산업 등에 필수적인 주석의 안정적인 공급을 위해 중국, 인도네시아 등 주요 공급국가의 자원 개발 및 생산 추이를 모니터링하며 공급선 다양화 및 안정화에 박차를 가해야 할 것이다.

 

이번 포스팅에서는 전기 전자 제품 수요로 인해 수요가 확대되고 있는 주석을 살펴보았다. 매장량의 제한으로 향후 지속적인 가격인상이 예상되고 있기에 사전 준비가 필요한 시점이다.

 

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