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중소기업 기술로드맵 조회결과

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금속 및 세라믹소재

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고특성 희소금속소재
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

고특성 희소금속소재 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 희소금속(稀有⾦屬, rare metal)은 ① 지각 내에 존재량이 적거나 추출이 어려운 금속자원 중 현재 산업 적 수요가 있고 향후 수요 신장이 예상되는 금속원소, ② 극소수의 국가에 매장과 생산이 편재되어 있거 나 특정국에서 전량을 수입해 공급에 위험성이 있는 금속원소
  • 범위 : 희소금속소재는 희소금속의 정련, 고순도화, 합금화, 소재화, 부품화 등과 같은 모든 생산 공정단계에서 사용되는 각종 소재와 부품을 포함
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
희토류 영구자석 - 네오디뮴-철-붕소(Nd-Fe-B), 사마륨-코발트(Sm-Co)
형광체 - LED (Eu, Gd, Ce, Tb, Tm)
유리용 연마재 - 연마광택제 (Ce), 착색제 (Ho, Nd, Pr, Er)
금속 합금 원소 - 철강(Y, Yb, Gd, La), 알루미늄 합금(Sc, La), 마그네슘 합금 (Pr, Ce, La)
촉매 - 유체분해용 촉매(Lu, Nd, Sm), 자동차 촉매 (Ce)

[ 공급망 관점 기술범위 ]
주요제품 분류표
기술개발 테마공급망 관점세부기술
희토류 원소재 - 고순도 금속 및 화합물
형광합금 및 소재체 - 영구자석, 희토류 첨가 합금, 형광체, 촉매, 연마재
부품 - 모터, 디스플레이, 조명 등
3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망

(1) 세계시장
- 세계 희토류 시장은 2016년 기준 197.7k톤 규모이며, 영구자석(50.1k톤), 합금(37k톤), 촉매(32.5k톤), 연마제(27.5k톤) 순으로 시장 규모 형성 중

전력변환장치 기술로드맵

- 희토류 가격은 11년~12년에 정점을 이루었다가 현재는 당시 가격의 20% 수준으로 하락

전력변환장치 기술로드맵

- 친환경 자동차인 전세계 전기자동차 시장의 성장으로 인해 니켈-수소전지(란타늄(La), 세륨(Ce)), 모터용 자석(네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy), 프라세오디뮴(Pr) 등), 센서류 (이트륨(Y)), LCD 및 LED 화면(유로퓸(Eu), 이트륨(Y), 세륨(Ce) 등) 등 희토류관련 부품시장이 계속적으로 성장

전력변환장치 기술로드맵

[ 고특성 희소금속소재 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 천 톤)

제품 시장현황 및 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
세계시장 78,763 89,997 103,062 118,285 136,049 152,317 12.0

(1) 국내시장
- 국내 희토류 용도별 소비에서 영구자석과 금속합금이 큰 비중을 차지하였고, 각각 약 22%의 비중을 차지

전력변환장치 기술로드맵

[ 고특성 희소금속소재 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 톤, %)

제품 시장현황 및 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
국내시장 56,741 65,151 75,644 88,020 102,637 116,047 13.1

* 출처: 한국비철금속협회, 무역협회 (환율 1,100 원 기준) (희소금속산업의 특성상 국내시장과 세계시장 성장률은 동일한 것으로 가정, 2018년 이후 시장규모는 CAGR를 고려한 추정치

4.기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 해외업체동향
- 고특성 희소금속소재 관련 주요 해외 업체로서는, 타이메탈(인도), Umicore(벨기에), Heraeus(독일), Jhonson Mattehy(영국), Tanaka(일본), Hemlock(미국), 포강희토(중국), Molycorp(미국) 등
- 일본 원자력 연구개발기구와 아사카 이화학연구소는 일본 원자력 연구개발기구가 개발을 진행하고 있는 ‘에멀전 플로우법’(Emusion Flow)을 이용해 광학 유리 폐기물과 저품위 희토류 원료에서 산처리 등에 의해 용출시킨 희토류를 저비용, 고효율로 순도 99.999%(5N)까지 분리·정제하는 데 성공함
- 일본이 희토류 자석, 형광체 등의 희소금속소재의 재활용 기술을 선도적으로 진행 중
-유럽의 오스람 역시 형광체를 포함한 조명 재활용 사업을 실시하고 있는 것으로 보고됨
- 폐 리튬이차전지의 재활용 업체 및 기술 증가

(2) 국내업체동향
- 연구소기업인 하이퍼나인은 연구소기업은 6N급 갈륨 및 인듐 금속 제조, 4N급 몰리브덴 및 귀금속 고 순도화에 주력함으로써, 기존 모기업 사업 분야(4N 갈륨 금속 제련)와의차별화를 꾀함은 물론, 신규시장(Blue Ocean)을 개척
- 희토류금속은 사용량이 적기 때문에 스크랩 또는 폐기물로의 발생량이 적고, 추출 기술이 어려운 편이어서 재활용도 어려운 실정으로, 재활용을 위한 분리기술, 선별기술이 비교적 미진한 상태
- 한국생산기술연구원은 수소플라즈마를 이용한 제조 방식을 이용하여스크랩에서 타이타늄 재활용 잉곳을 만드는 기술을
- 한국전력공사는 석탄재를 활용하여 고부가가치 희소금속인 리튬을 대량 생산 추출하는 기술을 개발
- 한국메탈실리콘은 한국기초과학지원연구원 등과 희소금속인 탄타륨 분말소재 국산화를 위한 제조 기술 및 장비 개발 MOU를 체결
- 부산대학교 나노그리드 소재융합연구단은 해수내 니켈 등과 같은 희소금속을 흡착할 수 있는 실리카 기반의 다공성 흡착소재를 개발함

5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 고특성 희소금속소재 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
희소금속 가공기술 촉매용 희소금속소재 제조기술 촉매, 가공,
희소금속이 포함된 고특성 비철금속소재 고부가가치, 희토류 활용
희소금속 제련기술 희소금속 추출, 회수 및 재활용 기술 희소금속 추출, 회수, 재활용
희소금속 제련/정련기술 제련, 정련
희소금속 대체/저감 기술 대체, 저감 기술
희소금속 후속처리 기술 희소금속이 포함된 형광소재 제조기술 형광소재, 기능성 소재
희소금속 자석소재 제조기술 자석소재, 자석소재 제조