희토류 관련 핵심 특허 및 재처리(리사이클링) 기술 동향에 대한 고정밀 분석입니다. 중국, 미국, 일본, EU를 중심으로 특허 보유국·기술 유형·활용 분야·기술 격차를 포함한 정리이며, 한국의 현재 위치도 함께 평가합니다.
🧠 1. 희토류 관련 기술의 핵심 분류
기술 분류설명주요 적용 분야
| 채굴·정제 기술 |
희토류 광석에서 추출·정제 |
전통적 광업기술, 친환경 추출법 |
| 분리·분석 기술 |
희토류 17개 원소 중 개별 원소 분리 (예: Nd, Dy) |
고순도 생산, 자성재료 |
| 재처리·리사이클링 |
폐 배터리, 폐기판, 자석 등에서 희토류 회수 |
순환경제 기술, 도시광산 |
| 합금·소재 응용 기술 |
Nd-Fe-B 영구자석, YAG 레이저 결정, Eu 기반 발광체 등 |
전기차 모터, 스마트폰, 국방 |
🌐 2. 글로벌 특허 출원 및 기술 주도국 동향
📊 주요 출원국 및 점유율 (2015~2024 누적)
순위국가점유율(%)특징
| 🇨🇳 중국 |
약 60% |
양적 압도, 재처리·분리·자석 응용 기술 집중 |
|
| 🇯🇵 일본 |
약 15% |
고기능 자석·리사이클링·저사용 대체기술 |
|
| 🇺🇸 미국 |
약 10% |
국방·위성 응용 중심, 친환경 정제기술 집중 |
|
| 🇰🇷 한국 |
약 3% |
배터리 리사이클링 연계 기술 증가 추세 |
|
| 🇩🇪 독일 |
약 2% |
소재화·고기능 세라믹 응용 |
|
✅ 중국은 전체 특허의 60% 이상을 보유, 특히 재처리·정제 기술에서 기술적 독점적 지위 유지
🔬 3. 희토류 재처리(리사이클링) 핵심 기술 유형
✅ (1) 습식 리사이클링(Hydrometallurgy)
- 산 용액으로 희토류를 추출
- 낮은 에너지 소모, 높은 정제율
- 특허 보유 선두국: 중국, 일본
✅ (2) 건식 리사이클링(Pyrometallurgy)
- 고온 가열 후 전기분해 등으로 회수
- Nd-Fe-B 자석, 폐기 모터에서 사용
- 고부가가치 회수 가능, EU가 기술 개발 중
✅ (3) 바이오리커버리(Bioremediation)
- 박테리아·미생물로 희토류 흡착 및 침출
- 친환경적이나 상용화는 미진
- 한국·중국 일부 연구소에서 개발 중
🏭 4. 주요 기술/특허 예시
국가기관/기업특허 내용 (요약)
| 🇨🇳 중국 |
Baotou Rare Earth R&D Center |
Nd-Fe-B 폐자석 리사이클 공정 / 희토류 재침전 분리 |
| 🇯🇵 일본 |
Hitachi Metals |
폐 모터에서 Dy, Nd 분리하는 특허 / 저온 습식 침출법 |
| 🇺🇸 미국 |
US DOE / MP Materials |
광산 → 정제 → 고순도 Nd2O3 생산까지 수직계열화 |
| 🇰🇷 한국 |
포스코 / ETRI / KIST |
폐 배터리 + 폐전자기기에서 희토류 회수 조합공정
미세 입자화 기술 + 분리막 활용한 회수 특허 보유 |
| 🇩🇪 독일 |
Fraunhofer Institute |
Nd, Dy 분리된 산화물 재결정화 특허 / 고기능 자석용 |
📉 5. 기술 격차 평가 및 한국의 과제
항목한국의 현황기술 격차
| 희토류 채굴/보유 |
없음 (100% 수입) |
구조적 불리 |
| 정제/분리 기술 |
KIGAM, 포스코 일부 보유 |
중~고기술 격차 존재 |
| 재처리 기술 |
배터리 리사이클과 연계 가능성 |
기초기술은 있으나 상용화 부족 |
| 소재화 기술 |
모터, 자석 등 응용에 집중 |
NdFeB 고성능 자석 기술 부족 |
🧭 정리: 세계 희토류 재처리 특허·기술 경쟁의 흐름
구분내용
| 중국 |
광산+정제+재처리+공급망+소재까지 수직계열화, 기술 독점 |
| 일본 |
자석·리사이클 중심의 정밀 기술 축적, 폐모터·폐전자기기 활용 |
| 미국 |
광산 확보 노력 중. 정제/재처리 인프라는 아직 부족 |
| EU |
환경 기반의 친환경 공정·리사이클 공정에 투자 집중 |
| 한국 |
배터리 리사이클 강국이지만 희토류 재처리로 확장 필요 |
📌 향후 전략 제안 (대한민국 관점)
- 🇰🇷 희토류 연계 리사이클링 플랫폼 구축
- 폐 모터 + 폐 배터리 + 폐전자기기 → 통합 희토류 회수 공정 필요
- ⚗️ 습식 + 건식 복합 공정 기술 개발
- 📈 소재 기업과 연계된 고순도 분리공정 국산화
- 🔐 핵심 재처리 특허 라이선스 확보 또는 공동 출원 확대
