원자재

미국 광산 폐기물이 전략적 광물 의존을 끝낼 수 있을까?

게시일 2025년 9월 23일

업데이트일 2026년 5월 28일

작성자

Jonathan Schramm

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미국의 전략적 광물 공급 격차

세계가 중국의 강대국 부활과 우크라이나 전쟁 발발 이후 러시아와의 긴장이 고조됨에 따라 주요 지정학적 재편을 겪고 있는 가운데, 글로벌 공급망이 혼란에 빠져 있습니다.

이는 특히 전략적 광물에 해당하는데, 전자제품, 배터리, 제트 엔진, 핵연료 등 현대 생활의 모든 분야에서 희귀 원소나 고성능 금속이 필수적이기 때문입니다.

여기에는 희토류 원소뿐만 아니라 텅스텐, 안티모니, 우라늄과 같은 주기율표의 여러 원소도 포함됩니다. 이러한 물질 중 다수는 미국이 100% 수입에 의존하고 있으며, 예를 들어 갈륨, 인듐, 스칸듐, 탄탈럼, 이트륨은 모두 칩, 레이저, 레이더 및 기타 전자 부품 제조에 필요합니다.

또한 안티모니나 텅스텐과 같은 경우처럼, 미국은 원광이나 정제된 금속에 의존해 최종 제품을 생산하고 있습니다.

출처: Silverado

이러한 수입 의존은 대부분의 공급이 중국에서 이루어지고 있다는 추가적인 문제와 겹칩니다. 중국은 미국과의 무역 갈등이 심화되고 있으며, 언젠가 대만 독립 문제로 인해 직접적인 충돌로까지 번질 가능성이 있습니다.

출처: Economics TD

또한 중국 공급에 대한 대안으로 종종 러시아 공급이 제시되지만, 이는 더 쉽게 차단될 위험이 있습니다. 예를 들어, 미국은 원자력 발전소 연료를 만들기 위해 필요한 우라늄 농축물의 99%를 수입하고 있으며, 그 중 상당 부분이 러시아, 카자흐스탄, 우즈베키스탄에서 옵니다.

출처: EIA

새로운 광산과 희귀 원소 정제소를 여는 것은 물론 가능하지만, 상당한 시간이 소요될 것입니다. 다행히도 거의 새로운 채굴 작업이 필요 없으며, 미국의 전략적 광물 수요 대부분을 충당할 수 있는 더 빠른 대안이 존재할 수 있습니다.

최근 분석이 권위 있는 과학 저널 Science¹에 발표되었습니다. 콜로라도 광업대학 연구원들은 광산 폐기물을 이러한 희귀 광물의 새로운 원천으로 활용하는 아이디어를 탐구하고 있습니다. 해당 논문의 제목은 “By-product recovery from US metal mines could reduce import reliance for critical minerals” 입니다.

광산 폐기물 및 부산물: 활용되지 않은 자원

광산이 운영될 때, 일반적으로 특정 광물 매장량이 높은 암석을 대량 추출합니다. 이는 해당 지질 구조가 특정 원소의 농도가 높다는 것을 의미합니다.

출처: Cementl

추출된 암석은 다양한 파쇄기, 밀, 원심분리기를 통해 분쇄 및 가공되어 원하는 광물을 추출합니다. 이 과정에서는 많은 양의 물과 특수 화학 물질이 사용됩니다.

이로 인해 “광탄”이라 불리는 대량의 잔류 광석이 남게 되는데, 이는 목표 광물 함량이 너무 낮아 추가 가공이 가치 없다고 판단된 것입니다.

출처: OceanaGold

실제로, 한 암석 매장량에 희귀 원소나 금속이 존재하면, 여러 다른 원소도 함께 포함됩니다. 예를 들어, 세계에서 가장 큰 은 생산 광산 중 일부는 실제로는 더 큰 구리 광산이며, 은은 구리 광석에 미량으로만 존재합니다.

이는 대부분의 채굴 작업에서 정제된 금속이 대량의 광탄을 남길 뿐만 아니라, 그 광탄이 당시 활용되지 않은 다른 광물들을 풍부하게 함유하고 있음을 의미합니다.

대부분의 광산이 수십 년, 때로는 한 세기까지 운영되면서, 전국에 걸쳐 잠재적으로 활용 가능한 자원의 거대한 비축량이 형성되었습니다.

또한 이 광탄은 이미 부분적으로 파쇄되어 지상에 보관되고 있어, 새로운 광산을 완전히 건설할 필요 없이 추가 가공 및 정제에 바로 활용할 수 있습니다.

미국 광산의 광탄에서 무엇을 찾을 수 있을까?

데이터 수집

이 자원의 잠재력을 추정하기 위해, 연구진은 미국 연방 허가를 받은 금속 광산의 연간 생산량 데이터베이스를 구축했습니다.

그들은 이 데이터베이스를 최근 U.S. Geological Survey.가 수집한 광석 내 중요한 광물의 지구화학적 농도 데이터와 결합했습니다.

이를 통해 대부분의 미국 광탄에 포함된 내용물과 국내 전략적 광물 생산 부족을 해소하는 데 얼마나 활용될 수 있는지를 추정할 수 있었습니다.

전체적으로 54개의 광산과 70개의 원소를 조사했으며, 이들 원소는 휴대폰, 의료기기, 위성, 재생 에너지, 전투기 등 다양한 첨단 및 핵심 응용 분야에 사용됩니다.

일부 핵심 원소의 경우, 이용 가능한 자원의 아주 일부만 회수해도 충분합니다. 예를 들어 1% 회수만으로도 대부분의 원소에 대한 수입 의존도를 크게 낮출 수 있습니다, 예시:

Germanium, which is crucial for electronics and infrared optics, including sensors on missiles and defense satellites, is produced from zinc and molybdenum mines.
- Less than 1% of the germanium currently mined and processed but not recovered would be enough to cover all of the US industrial needs.
Cobalt, which is used in electric car batteries, can be found as a byproduct of nickel and copper mining.
- Recovering less than 10% of the cobalt currently being mined and processed but not recovered would be more than enough to fuel the entire U.S. battery market.

예를 들어, 미국 광산 폐기물 1년분에 포함된 리튬만으로도 전기차 1,000만 대를 충전할 수 있으며, 망간은 9,900만 대에 해당합니다.

“우리는 각 핵심 광물이 어디에 존재하는지와 해당 광물의 1% 회수만으로도 큰 차이를 만들 수 있는 현장을 제시합니다. 많은 경우 수입 필요성을 크게 줄이거나 완전히 없앨 수 있습니다.”
Elizabeth Holley – 콜로라도 광업대학 채광공학 부교수.

만약 이용 가능한 자원의 회수율이 90%까지 상승한다면, 기존 광탄만으로도 플래티넘과 팔라듐을 제외한 모든 전략적 금속과 희귀 원소를 미국에 공급할 수 있을 것입니다.

스와이프하여 스크롤 →

원소	출처 (광산 유형)	광탄으로 충당 가능한 미국 수요
Germanium	아연, 몰리브덴 광산	1% 회수로 100% 수요 충족
Cobalt	니켈, 구리 광산	10% 회수로 미국 전기차 배터리 수요 충족
Lithium	다양한 광산 유형	1년 폐기물 = 1,000만 대 전기차
Manganese	철광석, 다금속 광산	1년 폐기물 = 9,900만 대 전기차

이론에서 실천으로

기술 솔루션 개발

물론 이 자원이 아직 활용되지 않은 이유가 있으며, 단기적으로 할 수 있는 일을 제한할 수도 있습니다.

“도전은 회수에 있습니다. 빵 반죽에서 소금을 뽑아내는 것과 같습니다 – 이러한 핵심 광물을 경제적으로 회수 가능하게 만들기 위해서는 더 많은 연구, 개발 및 정책이 필요합니다.”
Elizabeth Holley – 콜로라도 광업대학 채광공학 부교수.

일반적으로 중국, 러시아 및 기타 국가들의 저가 생산으로 인해 국내 생산이 비경제적이었습니다. 추출 방법에 대한 경험 부족과 환경 문제도 지금까지 수행되지 않았던 추가적인 이유였습니다.

첫 번째 단계는 특정 광탄 사례를 더 면밀히 조사하고, 그들로부터 희귀 원소를 추출하기 위한 가장 효과적인 방법을 결정하는 것입니다.

“이제 저희는 저-hanging fruit인 현장을 파악했으니, 해당 광물에 포함된 화학 원소들을 상세히 분석하고, 그 특정 광물에서 이 원소들을 회수할 수 있는 기술을 시험해야 합니다.”
Elizabeth Holley – 콜로라도 광업대학 채광공학 부교수.

정책적 질문

이러한 광탄 활용 확대 과정은 도널드 트럼프 대통령이 전시 권한을 발동하는 행정명령에 서명한 것과 일맥상통합니다. 이는 연방 토지에서 더 많은 임대와 채굴을 허용할 것입니다.

“우리의 국가 및 경제 안보는 현재 적대적인 외국 세력의 광물 생산에 대한 의존으로 인해 급격히 위협받고 있습니다. 미국은 가능한 최대 범위에서 국내 광물 생산을 촉진하기 위해 즉각적인 조치를 취해야 합니다.”

경제와 전략적 필요 사이의 균형을 맞추어 잠재적 적대국에 대한 의존도를 낮추기 위해, 미국은 생산을 장려하는 적절한 정책을 채택해야 합니다.

보수적인 광산 산업은 자체적으로는 수십억 달러를 투자해 인프라를 구축하는 데 위험을 감수하지 않을 수 있습니다. 이는 무제한의 저가 중국·러시아 수입과 경쟁할 경우 손실이 발생할 위험이 있기 때문입니다.

“우리는 또한 광산 운영자들이 추가 가공 인프라를 도입하도록 장려하는 정책이 필요합니다.

이러한 원소들은 필요하지만, 시장 가치는 운영자들이 새로운 장비와 공정에 투자하도록 동기를 부여하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 올바른 정책이 뒷받침될 때만 가능합니다.

Elizabeth Holley – 콜로라도 광업대학 채광공학 부교수.

전략적 광물에 투자하기

PPTA 가격 차트

Perpetua는 미국 아이오와주에 위치한 Stibnite 금 프로젝트를 재개발하려는 광산 회사로, 과거 미국 안티모니의 90% 공급원으로 알려져 있었습니다.

현재 수요는 훨씬 높으며, 현대 미국 수요의 약 35%를 충당할 것으로 예상됩니다.

국내 안티모니 생산의 긴급성을 감안하여, Perpetua는 2024년 초에 미국 수출입은행(EXIM)으로부터 잠재적인 20억 달러 부채 금융에 대한 관심 서한을 받아 프로젝트를 신속히 추진하고 있습니다.

이는 EXIM(미국 수출입은행)의 “Make More in America” 이니셔티브에 해당하며, 미국 제조업 부활을 목표로 합니다.

안티모니가 프로젝트의 핵심이지만, 동시에 미국 독립 금 프로젝트 중 가장 큰 매장량을 보유한 대규모 금도 생산할 것입니다.

고품질 광석 덕분에 All-in Sustaining Costs (AISC)는 온스당 636달러에 불과하며, 금 가격이 사상 최고치를 기록하고 있어 2026년에는 온스당 4,000달러에 이를 것으로 예상합니다. 안티모니만으로도 광산 수명 동안 온스당 220달러의 수익을 창출할 수 있습니다.