크로뮴 현대산업의 핵심자원

 

화학 원소 크로뮴(Cr)은 은백색의 광택을 띠며, 매우 단단하고 부식에 강한 특성을 가지고 있습니다.  이 글에서는 크로뮴의 역사, 화학식, 산업 용도, 무역 및 수요와 가격 등을 자세히 알아보겠습니다.

 

 

 

 

 

 

[목차]

 

 

크로뮴 발견과 화학적 특성

역사는 18세기 말로 거슬러 올라갑니다. 1797년 프랑스의 화학자 루이 니콜라 보클랭(Louis Nicolas Vauquelin)이 시베리아 크로코아이트(PbCrO₄) 광물에서 처음으로 발견했습니다. 그는 이 새로운 원소를 그리스어로 '색'을 의미하는 'χρῶμα'(크로마)에서 따와 '크로뮴'이라고 명명했죠. 이는 화합물이 보여주는 다양한 색상 때문이었습니다.

 

 

 화학적 특성

- 원자 번호: 24

- 원자량: 51.9961 g/mol

- 밀도: 7.19 g/cm³ (실온에서)

- 녹는점: 1907 °C (3465 °F)

- 끓는점: 2671 °C (4840 °F) -

 

크로뮴은 주기율표 6족에 속하는 전이 금속입니다. 은백색의 광택을 띠며, 매우 단단하고 부식에 강한 특성을 가지고 있습니다. 가장 주목할 만한 특성 중 하나는 다양한 산화 상태를 가질 수 있다는 점입니다.

 

가장 흔한 산화 상태는 +2, +3, +6이며, 이 중 +3 상태가 가장 안정적입니다.  화학식은 다양한 형태로 나타납니다. 가장 흔한 형태는 삼산화크로뮴(Cr₂O₃)으로, 이는 녹색 안료로 널리 사용됩니다. 또한 크롬산(H₂CrO₄)과 중크롬산(H₂Cr₂O₇)의 형태로도 존재하며, 이들은 산화제로 사용됩니다.

 

독특한 특성 중 하나는 '부동태화' 능력입니다.  공기 중에서 빠르게 얇은 산화막을 형성하여 더 이상의 부식을 막아줍니다. 이 특성 때문에 스테인리스 스틸의 핵심 성분으로 사용되며, 다양한 금속 표면 처리에도 활용됩니다.

 

 

 

매장량과 산업적 용도

지구 지각에서 21번째로 풍부한 원소로, 전체 지각의 약 0.014%를 차지합니다.

주요 광물로는 크로마이트(FeCr₂O₄)가 있으며, 이는 생산의 주요 원료입니다.

 

 

2021년 기준 매장량 

1. 남아프리카 공화국: 2억 톤 이상

2. 카자흐스탄: 2억 3천만 톤

3. 인도: 1억 톤

4. 터키: 2천 6백만 톤

5. 핀란드: 1천 5백만 톤

 

이렇게 풍부한 매장량에도 불구하고 지리적으로 매우 집중되어 있습니다.

남아프리카 공화국과 카자흐스탄이 전 세계 매장량의 80% 이상을 보유하고 있어,

이들 국가의 정치경제적 상황이 시장에 큰 영향을 미칩니다.

 

 

 

시장에서 산업적 용도

1. 금속 산업

가장 큰 용도는 스테인리스 스틸 생산입니다.

스테인리스 스틸은 보통 10-30%을 포함하며, 이는 강철의 내식성과 강도를 크게 향상시킵니다.

예를 들어, 304 스테인리스 스틸은 18%을 포함하고 있습니다.

 

2. 도금 산업

크롬 도금은 금속 표면에 내식성과 광택을 부여하는 데 널리 사용됩니다.

자동차 부품, 가전제품, 수도꼭지 등에서 흔히 볼 수 있는 광택 있는 표면 처리가 바로 크롬 도금입니다.

 

3. 화학 산업

화합물은 다양한 화학 제품 생산에 사용됩니다.

예를 들어, 크롬산은 강력한 산화제로 사용되며, 크롬 안료는 페인트, 잉크, 플라스틱 등의 착색제로 사용됩니다.

 

4. 내화물 산업

크로마이트는 고온에 견디는 내화물 생산에 사용됩니다.

제철소의 용광로 내벽 등에 사용되어 극한의 온도를 견딜 수 있게 합니다.

 

5. 촉매 산업

화합물은 다양한 화학 반응의 촉매로 사용됩니다. 특히 석유화학 산업에서 중요한 역할을 합니다.

 

6. 가죽 산업

크롬 탄닌제는 가죽 무두질에 널리 사용됩니다. 이는 가죽의 내구성과 유연성을 향상시킵니다.

이처럼 그 독특한 물리적, 화학적 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다.

특히 금속 산업에서의 활용도가 높아, 현대 산업 발전에 크게 기여하고 있습니다.

 

 

 

 

글로벌 시장 무역, 거래액

최근 몇 년간의 시장 동향을 살펴보면,  중요성이 점점 더 커지고 있음을 알 수 있습니다.

무역은 주로 크로마이트 광석, 페로크롬, 그리고 크롬 금속의 형태로 이루어집니다.

2020년 기준 글로벌 무역액은 약 110억 달러에 달했습니다.

 

주요 수출국

1. 남아프리카 공화국

2. 카자흐스탄

3. 터키

4. 인도

5. 핀란드

 

주요 수입국

1. 중국

2. 일본

3. 미국

4. 독일

5. 한국

 

특히 남아프리카 공화국은 세계 최대의 생산국이자 수출국으로, 글로벌 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 2020년 남아프리카 공화국의 관련 수출액은 약 30억 달러로, 전체 시장의 약 27%를 차지했습니다.

 

 

 

크로뮴 시장 규모 및 전망

글로벌 시장은 지속적인 성장세를 보이고 있습니다. 2020년 기준 시장 규모는 약 160억 달러였으며, 2027년까지 연평균 성장률(CAGR) 5.2%로 성장해 220억 달러에 이를 것으로 전망됩니다.이러한 성장의 주요 동력은 다음과 같습니다: 1. 스테인리스 스틸 수요 증가

2. 자동차 산업의 성장

3. 건설 산업의 확대

4. 신흥국의 산업화 가속

 

 

크로뮴 가격 동향

가격은 수요와 공급, 그리고 생산 비용에 따라 변동됩니다. 2021년 기준, 크로마이트 광석(42% Cr2O3)의 가격은 톤당 약 150-200달러 수준이었습니다.최근 몇 년간의 가격 추이를 보면: - 2018년: 평균 210달러/톤

- 2019년: 평균 180달러/톤

- 2020년: 평균 140달러/톤 (코로나19 영향으로 하락) - 2021년: 평균 170달러/톤

이러한 가격 변동은 주로 중국의 스테인리스 스틸 생산량 변화와 남아프리카 공화국의 생산 상황에 영향을 받았습니다.

 

 

 

향후 전망

그 독특한 물리적, 화학적 특성으로 인해 현대 산업에서 없어서는 안 될 중요한 원소로 자리 잡았습니다.

발견 이후 200여 년 동안,  금속 산업부터 화학 산업까지 다양한 영역에서 혁신을 이끌어왔습니다.

 

글로벌 시장에서 중요성은 계속해서 증가하고 있으며, 앞으로도 새로운 응용 분야가 계속해서 개발될 것으로 예상됩니다.

특히 친환경 기술의 발전과 함께 활용 범위는 더욱 넓어질 전망입니다.

그러나 동시에 환경 문제, 공급망 안정성, 대체 소재 개발 등의 과제도 존재합니다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 지속적인 기술 혁신과 국제적 협력이 필요할 것입니다.