3분 읽기
- 전자 제품에는 대부분의 광석 매장량보다 40~50배 더 ​​많은 귀금속이 함유돼 있다.
- 2022년 한 해에만 약 6천 2백만 톤의 전자 폐기물이 발생했지만, 그중 22.3%만 재활용 돼
- 침출제로 시안화물이나 수은 사용 대신, 비용 효율적이고 무독성 화학물질 트리클로로이소시아누르산(TCCA)을 사용
- 농축된 전자 폐기물 분말 30g에서 3.9g의 금을 추출

전자 폐기물에서 "녹색" 금 추출
새로운 기술, 채굴 및 전자 폐기물 재활용을 더욱 지속 가능하게 만들 수 있다.

금을 얻는 새로운 길? 전자 폐기물에서 효율적이고 환경친화적으로 금을 회수하는 새로운 방법이 개발되었다. 기존 방법과 달리 무독성 화학물질만 사용하며, 대부분 재활용 가능하다. 이 방법은 효과적이기도 하다. 실험 결과, 전자 폐기물 분말 30g에서 고순도 금 3.9g이 추출되었다. 연구진은 "Nature Sustainability"에 이 새로운 기술을 발표했으며, 향후 금을 함유하는 전자 폐기물과 금 함유 광석 모두의 재활용에 사용될 수 있을 것으로 예상한다. 

▲ 연구에서 전자 폐기물에서 회수된 금. © Flinders University

전 세계적으로 금 수요가 높다. 이는 귀금속의 높은 화폐 가치와 더불어 전자, 항공우주 기술, 의학 및 기타 산업의 중요한 원자재이기 때문이다. 그러나 금광상에서 금을 추출하는 과정은 복잡하며, 수은이나 시안화물 용액과 같은 독성이 강하고 환경에 유해한 화학물질을 사용해야 한다.

한 가지 가능한 대안은 전자 폐기물에서 금을 재활용하는 것이다. 폐기된 휴대폰, 컴퓨터 및 기타 전자 제품에는 대부분의 광석 매장량보다 40~50배 더 ​​많은 귀금속이 함유돼 있다. 하지만 지금까지 폐기물 속의 이 귀중한 금속은 거의 사용되지 않고 있다. 2022년 한 해에만 약 6천 2백만 톤의 전자 폐기물이 발생했지만, 그중 22.3%만 재활용되었다. 그 이유 중 하나는 전자 폐기물에서 금을 재활용하는 효율적이고 지속 가능한 방법, 즉 소위 "도시 광산"이 현재 부족하다는 것이다.

▲ 컴퓨터 프로세서, RAM 카드 등 전자 폐기물의 많은 구성 요소에는 금과 구리와 같은 귀금속이 포함되어 있다. © Flinders University

부드러운 금 용해

호주 플린더스 대학교의 막시밀리안 만(Maximilian Mann)이 이끄는 연구팀은 금 재활용에 대한 새로운 접근법을 개발했다. 안전하고 지속 가능한 금 추출을 위한 이 방법은 침출제로 시안화물이나 수은을 사용하지 않는다. 대신, 수처리에도 자주 사용되는 비용 효율적이고 무독성 화학물질인 트리클로로이소시아누르산(TCCA)을 사용한다.

만과 그의 동료들은 이 산을 소금물과 함께 사용해 광석이나 전자 폐기물에서 금을 용해했다. 이 과정은 몇 시간이 걸렸고, 금뿐만 아니라 스크랩 부품에서 구리, 아연과 같은 다른 금속이 포함된 액체가 생성되었다. 연구진은 트리클로로이소시아누르산과 사용된 물은 대부분 재활용될 수 있다고 설명했다.

▲ 더욱 안전하고 지속 가능한 금 회수를 위한 과제: a) 금 채굴은 시안화물과 수은과 같은 독성 물질을 사용한다. 전자 폐기물에서 금을 재활용하는 것은 회로 기판 및 기타 노후 전자 기기 부품의 복잡한 구성으로 인해 더욱 복잡하다. b) 본 연구에서 보고된 1차 및 2차 금 공급원으로부터 수은과 시안화물 없이 금을 회수하는 통합적 접근법. (출처; Sustainable gold extraction from ore and electronic waste / Published: 26 June 2025) © a) US-Generalkonsulat (links); Harshal Patel, Thomas Nicholls, Justin Chalker (mitte und rechts) / Flinders University

폴리머에 의한 선택적 금 결합

연구진은 혼합 금속 용액에 새롭게 개발된 황 함량이 높은 폴리머를 첨가했는데, 이 폴리머는 용해된 금만 선택적으로 결합한다. 생성된 폴리설파이드-금 화합물은 필터를 사용해 나머지 물질과 쉽게 분리할 수 있다. 연구진은 이를 통해 매우 복잡한 혼합물에서도 금을 회수할 수 있다고 설명했다.

순금을 얻기 위해, 연구진은 폴리머를 스스로 분해하여 단량체로 다시 전환시켰다. 폴리머 합성은 자외선에 의해 촉진되지만, 분해는 열을 통해 일어난다. 이후 증류를 통해 순금을 추출할 수 있으며, 폴리머의 일부라도 재사용할 수 있다.

연구실에서 만든 미니 금괴

만과 그의 동료들은 오래된 컴퓨터의 CPU 장치와 RAM 카드를 포함한 전자 폐기물을 분쇄하여 이 금 회수 공정의 효율성을 테스트했다. 이러한 전자 부품에는 스크랩 1kg당 200~900mg의 금이 함유되어 있다. 연구팀은 농축된 전자 폐기물 분말 30g에서 3.9g의 금을 추출했다. 공동 저자인 플린더스 대학교의 하샬 파텔은 "전자 폐기물 산(山)에 뛰어들어 금덩어리를 가지고 나왔다"고 말했다.

연구진은 또한 이 방법이 화학 실험실에서 채취한 작은 광석 덩어리와 금속 폐기물에서 금을 추출하는 데에도 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주었다. 200g의 광석 정광에서 59mg의 금, 7.5리터의 화학 폐기물에서 6.5g의 금을 추출했다.

▲ 본 연구에서 전자 폐기물에서 회수된 금. © 플린더스 대학교

다음 단계: 산업 규모 테스트

연구진은 이제 광산 및 전자 폐기물 재활용 회사, 그리고 환경 단체와 협력해 이 기술을 더 큰 규모로 상업적으로 실행 가능한 조건에서 시험할 계획이다. "목표는 금의 다양한 용도를 지원하는 동시에 환경과 인간 건강에 미치는 영향을 줄이는 효과적인 금 회수 방법을 제공하는 것이다"고 플린더스 대학교의 선임 저자인 저스틴 챌커는 말했다.

미래에 이 기술은 순환 경제를 위한 지속 가능한 솔루션이 되어, 희소한 금 자원의 활용도를 높일 수 있을 것이다.

참고: Nature Sustainability, 2025; doi: 10.1038/s41893-025-01586-w
출처: Flinders University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]